基于Melan解的地下连续墙结构分析方法

针对深基坑支护的多支撑地下连续墙结构,考虑分步开挖和支撑对墙体的内力和位移以及支撑反力的影响,提出以弹性地基梁为基础的矩阵位移法。在求解矩阵位移法的过程中,确定土体的水平基床系数成为分析地下连续墙变形和内力的关键。Melan给出半无限大弹性空间内部线性荷载作用下的应力和位移解,在Melan解的基础上,通过对其应力解进行积分处理,并结合平面应变问题的物理方程和几何方程,得到条形荷载作用下的位移解,进而得到水平基床系数。将Melan解的矩阵位移法运用到工程实例中,并将实测结果与计算结果进行比较,验证了其可行性和正确性,可为同类工程结构设计提供理论基础。     

井筒式地下连续墙水平承载能力模型试验研究

井筒式地下连续墙利用构造接头把地下连续墙段连接成一个平面为封闭形状挡土结构,其刚度大,承载力高。由于基础内部含有大面积的土芯,存在墙内土芯、墙体以及外部土体的相互作用。采用水平单向单循环维持荷载法,通过3个不同截面尺寸的单孔闭合墙水平静载试验,研究闭合地下连续墙基础的水平承载特性。基于墙身内力及位移测试结果,研究了井筒式地下连续墙基础在水平荷载作用下的承载机理,分析了水平荷载-位移特性、墙身位移、墙身弯矩、剪力、转角随深度的分布规律。试验结果表明,闭合墙基础呈整体倾斜破坏特性,墙身弯矩随墙深呈非线性变化,墙身剪力在加载处最大,在墙身弯矩极大值处墙身剪力为0,0点以下,墙身剪力随深度呈“大肚形”变化,并且闭合墙的承载力随着闭合墙边长的增大,深度的提高而提高。     

南京地铁许府巷站深基坑工程与监测

南京许府巷地铁站深基坑工程采用地下连续墙围护，明挖顺做法施工。地下连续墙接头采用预制钢筋砼接头桩连接止水，两端头井辅以深层搅拌桩加固地基。基坑开挖时进行墙体位移、轴力、临近建筑物沉降变形监测，保证了安全施工。     

双基坑大直径双环梁支护体系监测与分析

双基坑大直径双环梁支护体系是一种新型的基坑支护结构形式。通过对天津铜锣湾广场基坑工程中的环梁支撑内力和坑周土体水平位移的现场施工监测和数据结果分析,讨论了基坑开挖过程中环梁结构受力的特点以及对周围环境的影响,得到了基坑周边土体水平位移的变化规律,为考虑施工因素的环梁结构设计提供了依据。     

地下连续墙接头技术探讨

结合工程实践,对地下连续墙接头技术,特别是对柔性接头和刚性接头工艺技术进行分析探讨,并根据地下连续墙的结构、用途及成本和施工便利来确定选择接头方式。     

两侧铰接地下连续墙的试验研究及数值分析

地下连续墙用于平面不规则形状基坑支护时,对任意直线段墙体,其受力与变形实际上是三维的,而不是一般经验简化方法假设的二维变形与受力,并应考虑相邻墙体之间的相互作用。采用考虑墙土相互影响的地下连续墙与土共同作用的三维有限元方法,研究了墙端铰接和墙端自由两种边界条件对等刚度及变刚度墙体内力与变形的影响,计算结果表明,建议的理论计算方法与模型试验结果吻合较好。通过与模型试验实测值的对比,指出了以往采用平面有限元进行分析的方法的不足,并重点分析了墙端铰接对墙体横向弯矩的影响,研究结果表明,三维变形产生的横向弯矩是可观的,必须加以考虑。     

水泥土复合式围护结构的位移内力计算与性状分析(续前)

2.1 土体性质对位移内力的影响 图6是改变土体内摩擦角时墙体最大水平位移、最大弯矩、最大剪力和最大支撑轴力(以下简称四项最大值)的变化情况.可以看到:墙体位移内力及支撑轴力几乎均随土体内摩擦角的增加而线性减小,且变化幅度基本相同.如果能采取措施将墙后土体的内摩擦角从10°提高到20°,则可减小墙体最大水平位移约20%,减小墙体内力15%.     

深基坑支护方案特点的研究

结合工程实例叙述了多种深基坑支护方案(包括地下连续墙结合内支撑、地下连续墙结合拉锚支护、地下连续墙结合楼层梁板支护、连排桩结合拉锚、连排桩结合内支撑、放坡插板结合钢〈管〉梁内支撑)的技术要求、原理和特点。     

PBA暗挖地铁车站洞内地下连续墙施工力学响应分析

北京某地铁PBA暗挖车站采用边导洞内施工地下连续墙止水，在国内尚属首例。以该工程为依托，采用MIDAS软件模拟了PBA工法施工过程中洞内地下连续墙的力学响应规律，并与现场监测数据进行了对比分析。研究结果表明：（1）地下连续墙施工引起的地表沉降量较小，约占地表总沉降量的9%;(2)扣拱施工阶段、站厅和站台层开挖支护阶段地下连续墙水平位移变化较大，在实际工程中需对这三个施工阶段加强监测和施工控制；（3）地下连续墙竖向位移整体以隆起变形为主，沉降变形不明显，沿地连墙纵向各施工阶段中墙顶的沉降量略有波动，整体上趋近均匀分布；（4）车站主体结构施工完成后，地下连续墙墙体所受的拉、压应力均未超过混凝土抗拉、抗压强度允许值，地下连续墙结构处于安全状态。     

大断面宽幅盾构管片三维内力分布分析

以武汉长江隧道工程为例,采用三维壳-弹簧计算模型,对不同幅宽和不同环间接头剪切刚度的管片衬砌结构力学分布进行了分析,并与梁-弹簧模型结果在量值上做了全面比较。研究表明,全环最大弯矩发生在幅宽边缘部位;环间接头剪力对幅宽边缘影响较大,而对幅宽中央影响偏小;当环间接头剪切刚度为非无穷大时,壳模型的幅宽边缘最大弯矩值略微大于梁弹簧模型相应结果,而当无穷大时两者数值则基本相等;壳模型的幅宽中央的最大弯矩值介于梁模型错缝与通缝拼装的数值之间,并随幅宽加大而趋于接近通缝拼装的结果;大幅宽条件下,不宜将梁-弹簧模型的环间最大剪力结果作为环间接头抗剪设计的计算依据。     

水平荷载下黄土地基单片地下连续墙现场试验研究

基于墙顶水平荷载作用下黄土地基中单片地下连续墙的现场试验,分析和研究了地下连续墙的水平受力变形特性,得出了在不同荷载作用下墙身各截面弯矩、水平位移及墙侧土抗力等沿墙深的分布规律。结果表明,在水平荷载下墙体上部的1/3段受荷载的影响最为显著,墙身水平位移及转角沿墙深非线性衰减,并随墙顶荷载的增加而增大;墙身弯矩及墙侧土抗力最大值发生在地表以下一定深度范围内,随荷载的增加其最大值及0值点沿墙身逐渐向下迁移,且土抗力-位移曲线呈现双曲线的特征;墙体剪力在地表处最大,沿墙身向下呈非线性变化。     

环形超深基坑围护结构受力变形特性分析

结合上海世博500 kV变电站超深基坑实际工程,采用平面应变及轴对称弹性地基有限元分析模型对基坑围护结构的空间效应进行简化,分析了环形基坑空间效应、内衬墙以及水土压力模式对围护结构受力变形特性的影响,并与实测结果进行比较。结果表明,环形基坑围护结构的空间效应对其受力变形特性影响很大,在计算过程中必须考虑围护结构环向刚度对径向刚度的贡献;内衬墙作用类似于环形支撑,对地下连续墙受力及变形是有利的;地下连续墙水平位移实测值最接近于侧压力系数1.0的轴对称有限元分析结果;地下连续墙环向应力和弯矩实测值位于按规范水土分算与侧压力系数1.0的轴对称有限元计算结果之间。     

顺层岩质边坡锚杆拉剪作用力学性能

锚杆能够显著增强顺层岩质边坡的稳定性.基于顺层边坡结构效应,应用锚杆加固顺层边坡的力学模型,根据结构力学理论和变形协调关系,建立拉剪作用下全长粘结型锚杆加固顺层边坡抗剪计算的理论分析方法.与相关试验数据进行了比较验证,结果表明顺层边坡锚固抗力模型计算结果与试验结果比较一致,验证了理论模型的合理性.讨论了锚杆倾角、锚杆直径、灌浆体强度、结构面内摩擦角、剪胀角等对加锚顺层岩体抗剪性能的影响.分析表明:锚杆锚固抗力模型能够较好地反映锚杆轴力及横向剪切力对顺层岩质边坡的抗剪作用.锚杆倾角越大,锚杆总的抗力呈减小趋势,而锚杆抗力随剪胀角增大而增加;当锚杆倾角等于内摩擦角时,锚杆抗力达到最大;锚杆抗力随锚杆直径增加而增大;当锚杆直径不变时,锚杆抗力随灌浆体抗压强度增大而有所减小.      

基于裂缝控制原理的地下连续墙弯矩分析

应用裂缝控制设计的思路,推导了根据裂缝控制限值反算弯矩的计算方法。结合工程实例,就wlim=0.2和wlim=0.3对地下连续墙的配筋率和极限弯矩、荷载短期效应弯矩的影响关系进行了详细的讨论,得出按照裂缝控制的设计原则进行地下连续墙设计,不但可以达到裂缝控制要求,而且可以满足极限承载力要求的结论。     

组合节理面抗剪力学特性的模型试验研究

本文研究了处于同一平面上的两组性能各异、交替出现的子节理面所组成的组合节理面的抗剪力学性质。通过对脆—脆、脆—塑、塑—塑三种类型的组合节理面的模型抗剪试验,得出了组合节理面的抗剪强度与各单体(又称子节理面)材料在组合节理面上所占的面积、单体交替出现的次数及抗剪方向等之间的关系。这些结论在实际工程应用方面有着非常重要的意义。     

A novel strut-free retaining wall system for deep excavation in soft clay: numerical study

This paper presents a novel strut-free earth retaining wall system for excavation in soft clay, referred to as the rigid and fixed diaphragm (RFD) wall retaining system. The RFD system is comprised of four main structures—diaphragm walls, rib-walls, cross walls, and buttress walls—and a complementary structure—the cap-slab. The characteristics of the RFD system are: (1) the formation of a continuous earth retaining wall by constructing diaphragm walls along the circumference of the excavated zone; (2) the formation of a rigid and fixed retaining wall system by a series of rib-walls and cross walls; and (3) the formation of a rigid retaining wall by buttress walls and the cap-slab. Furthermore, the performance and mechanisms of the RFD system were investigated carefully through three-dimensional finite element analyses. The results demonstrated that the system stiffness of the RFD system was a major factor controlling deformations induced by excavation. Moreover, the excavation geometry determined the dimension of each component of the RFD system.

     

基于DTS的地下连续墙接头处渗漏预测

地下连续墙作为深基坑的支护墙体,具有良好的强度和安全稳定性。但墙体的不完整性会引起渗漏问题的发生,严重影响墙体的功能。针对地下连续墙的渗漏问题,设计模型试验探索了不同加压功率、不同加压时长下不同含泥量混凝土的温升稳定情况,通过温升曲线中的异常点,可分析墙体的完整性及发生墙体渗漏情况,提出了基于分布式光纤温度感测(Distributed Temperature Sensing,DTS)技术的地下连续墙混凝土浇筑完整性检测方法及对地下连续墙接头处渗漏的预测方法。以昆明地铁四号线的深基坑地下连续墙项目为例,介绍了利用DTS监测地下连续墙渗漏的感测光缆及其布设方法,对比检测结果及现场实际渗漏情况,验证了这一方法的可行性和有效性。     

Efficiency of excavations with buttress walls in reducing the deflection of the diaphragm wall

Installation of buttress walls against diaphragm walls has been used as an alternative measure for the protection of adjacent buildings during excavation, but their mechanism in reducing movements has not yet been fully understood. This study performs three-dimensional finite element analyses of two excavation case histories, one in clay with T-shape buttress walls and another in dominant sand with rectangular buttress walls, to establish analysis model. Then, a series of parametric study were performed by varying soil types, types and length of buttress walls based on the above-mentioned excavations. Results show that the mechanism of buttress walls in reducing wall deflections mainly came from the frictional resistance between the side surface of buttress wall and adjacent soil rather than from the combined bending stiffness from diaphragm and buttress walls. The buttress wall with a length <2.0 m had a poor effect in reducing the wall deflection because the soil adjacent to the buttress wall had almost the same amount of movement as the buttress wall, causing the frictional resistance little mobilized. Since the frictional resistance of buttress walls in a deep excavation has fully been mobilized prior to the final excavation depth, the efficiency of buttress walls in reducing the wall deflection in a deep excavation was much less than that in a shallow excavation. Rectangular shape of buttress walls was of a better effect than T-shape in the shallow excavation because frictional resistance between buttress walls and adjacent soil played a major role in reducing the wall deflection rather than bearing resistance of the flange. When the excavation went deeper, the difference in reducing the wall deflection between the R-shape and T-shape became small.     

黄土地区水平荷载作用下闭合型地下连续墙基础承载 性状分析

地下连续墙基础相对于一般桩基础的一个显著特点就是整体刚度大,水平荷载作用下基础一般有两种工作状态和破坏机理:其一是刚性短桩,表现为转动或平移破坏;其二是弹性长桩,表现为挠曲破坏。数值模拟表明:在一定范围内随着墙体埋深的增加,在大小相等的水平荷载作用下,基础埋深越大,其水平位移则越小。但埋深超过30m后,墙体埋深对基础的水平变形影响变得不显著。即当闭合墙体的埋深超过一定深度后,过分的加大闭合墙体的埋深无助于提高基础的水平承载性能。