基坑开挖与支护FLAC数值模拟计算及分析

介绍了FLAC-2D,根据基坑工程具体实例,采用FLAC-2D对基坑开挖及其支护结构状态进行计算和分析;并模拟了在未进行支护条件下的基坑开挖,得出了基坑土体在支护和未支护条件下,土体的应力状态、位移等值线图、位移矢量图、最终沉降量和结构受力.计算结果也证明了支护结构设计的合理性,对工程设计及施工分别起到了验证和预测的作用.     

支护参数对复合支护基坑变形的影响分析

复合支护技术作为一种有效支护浅基坑（H≤7 m）的围护结构得到了广泛运用。在工程实践的基础上,运用平面弹塑性有限元法,从不同的支护方法及支护参数分析讨论了对变形的影响,初步得出基坑的侧向变形特性。对于采用复合支护的基坑,它的最大位移发生在基底附近,这与采用土钉支护的基坑不同。对于复合支护的基坑,采用适当的坡度可有效地提高支护效果。     

基坑开挖土层及支护结构稳定性数值模拟研究

为研究在软黏土地层中基坑开挖过程中土层的稳定性,本文采用三维有限单元软件,以成都某基坑项目为工程背景,研究了基坑开过程中土层的稳定性,得到了以下结论：(1)在基坑开挖土体应力还未调整时,地面的水平位移相对较小。在基坑长边的中点地面水平位移最大,位移最大值为12.43 mm,距离长边中点越远,土体的水平位移越小。(2)在基坑开挖应力完全调整后,地层的水平位移显著增大,坑土体最大水平位移为76.70 mm,且受扰动即水平位移较大土体的体积也显著增大。(3)当施加钢拱架支护后,基坑周围土体的水平位移得到了有效地控制。此时基坑周围土体的最大水平位移值分布在3.67～5.27 mm区间内,满足相关规范的设计要求。     

基坑开挖对邻近管道影响数值分析

基坑开挖会导致周边土体产生变形,不可避免地将影响到土体掩埋的地下管道。为研究基坑开挖对邻近管道的影响,本文基于昆明市某基坑项目,采用MIDAS GTS NX有限元分析软件对实际项目建模并计算,并重点针对3种常见的影响因素:管道材质、管道直径与管道距离坑边距进行分析研究。结果表明:管道材料刚度越强,抵抗土体变形能力越好;管道直径在2 m时,抵抗变形能力最好;在条件允许的情况下,使得管线在2.5倍基坑开挖深度以外,基坑开挖对管线变形最小。     

基坑开挖与土钉支护的数值模拟

运用FLAC程序对深基坑土钉墙支护设计进行了数值模拟,分析了边壁土体的变形大小和土钉应力分布,并与现场实测结果对比,得出基坑顶的水平位移值与实测值相差不大,并对差值进行了分析。在应力方面,改善了土体内应力集中的现象,从而制约了土体的变形。剪应力在支护结构和坡角处有集中现象,在坡角处较为严重。     

基坑开挖对涉支护结构下穿盾构隧道变形的三维模拟与影响规律研究

依托某大厦基坑支护工程项目,研究深厚软土地层中基坑开挖对涉支护结构下穿盾构隧道变形的影响规律。采用三维有限元数值模拟分析隧道顶部支护桩的长度对支护结构变形和隧道隆起的影响,并将数值模拟结果与现场监测结果进行对比。结果表明：深厚软土地层中基坑开挖对下穿盾构隧道产生了较大的隆起变形;因下穿隧道的影响,隧道顶部支护桩嵌固深度的减小对支护结构的变形和下穿隧道的隆起会产生重要影响,当支护桩底与隧道顶的竖向间距S＞4 m或支护桩边缘与隧道边缘的水平间距S1＞4 m 时,支护桩的踢脚位移和下穿隧道的隆起变形迅速增加。研究成果可为类似工程提供应用参考和理论支撑。     

基坑喷锚网支护结构变形预测的三维数值模拟研究

本文结合武汉市"新世界中心"特大型深基坑喷锚网支护工程实例,应用基于三维快速拉格朗日元法的计算软件FLAC3D建立喷锚支护结构变形的三维模型,通过对模拟变形与现场实测结果的比较分析,得出喷锚网支护结构侧向位移、竖向位移、沿基坑长(宽)方向上位移的相关研究结论和规律,并验证了三维快速拉格朗日元法应用于基坑喷锚网支护结构变形研究方面的合理性及其优势,丰富并完善了喷锚网支护结构变形的预测理论,其结论对同类工程的研究、设计、施工有重要的参考价值。     

基坑开挖对下卧运营地铁隧道影响的数值分析与变形控制研究

以紧邻已运营天津地铁1号线既有隧道箱体上方的西青道下沉隧道基坑工程为背景,结合现场实测数据,采用ABAQUS软件对基坑的实际施工过程进行动态模拟。在此基础上分析既有隧道箱体两侧的土体加固、浇筑底板与抗浮桩形成“保护箍”以及堆载回压等措施对既有箱体轨道的影响及其有效性,指出有针对性地综合采用上述保护措施,能够及时有效地控制既有箱体轨道上抬,保证地铁的安全运营,并进一步研究了不同加固参数对既有箱体轨道变形的影响规律,结果表明：提高各加固参数能减小箱体轨道上抬及变形缝处的箱体间差异变形,但其加固效果却随着参数的增加而减弱,存在着一个合理的参数范围,为施工设计的优化提供依据。     

基坑开挖与基坑支护的施工技术

根据工程场地所处地理位置，工程地质条件及水文地质条件，采用基坑环形开挖和基坑锚喷支护措施，达到预期目的，现将成功经验予以介绍。     

北京地区某基坑边坡支护变形分析及建议

通过北京地区某基坑开挖工程中的变形情况,分析该工程基坑边坡变形的根本原因,同时通过该工程的情况,反思在岩土工程设计及施工过程中遇见该类饱和的细颗粒地层时应当注意的事项,最后对在此类地层中施工时的一些难点提出了解决方法。     

某基坑排桩加单层支撑支护结构的数值分析

运用基于有限元原理的设计计算软件Plaxis,采用HS土体本构模型,对天津富力广东大厦进行了数值模拟计算。监测及数值模拟分析表明:采用排桩混凝土支撑支护能有效地限制基坑的侧向位移,同时数值模拟结果与监测数据吻合较好,用Plaxis进行基坑模拟可以来作为深基坑设计、施工的辅助工具。     

邻近建筑物对某基坑变形影响的分析

针对上海某地铁车站基坑工程施工中存在的安全隐患,结合地质水文资料,对基坑围护墙体及邻近建筑物的监测数据进行了分析,结果表明邻近建筑物对基坑变形有显著的影响,邻近建筑物的超载作用以及所在土层的性质是引起这次基坑异常变形的原因,对其他类似工程具有一定的参考价值。     

郑州某改造工程基坑开挖变形监测

以郑州健康路与同乐路西北角处176号院改造工程的基坑工程为例,从基坑开挖监测的目的、监测内容、监测精度及仪器选择、监测点的布设与监测方法,以及监测报警值和监测频率等5个方面对基坑开挖变形监测进行论述。实践表明,通过监测工作及时捕捉在施工中发生的细小变化,做到信息化施工,达到了保护基坑与周边环境的目的。     

某水利枢纽厂房基坑开挖渗透变形评估

在对渗流评估方法进行一定探讨的基础上,对某水利枢纽工程坝址区厂房基坑开挖进行了渗透变形评估。结果表明,在坝轴线方向上,无防渗墙时坡面土体在渗透力的作用下是不稳定的,有防渗墙时坡面水力坡降降到0.05以下。在砂卵砾石层与基岩的交界处仍存在略大的水力坡降（值为0.56）,如有水在细砂层、砾质中粗砂层渗出,则有可能出现渗流失稳,但总的说来由于防渗墙使水力坡降已降到很小,出现流土和管涌失稳的可能性不大。     

软土基坑开挖引起的坑外地表沉降预测数值分析

通过对基坑开挖过程的有限元数值模拟可知,当围护结构发生正向、反向转动及挠曲等3种基本变形模式时,坑外地表沉降分布具有较为明显的规律,均可采用统一格式的指数曲线进行模拟,即可得到坑外地表沉降曲线的经验公式。利用正向、反向转动及挠曲等3种基本变形模式对围护结构的任意变形模式进行拟合,求得3种基本模式的最大位移值,然后根据3种基本模式所对应的坑外地表沉降经验公式,求得每一基本模式所对应的坑外地表沉降分量,并进行叠加,从而求得坑外地表沉降分布曲线。     

深大基坑首层盆式开挖对基坑变形影响分析

以上海中心大厦裙房逆作施工基坑的首层土方开挖为背景,针对盆式开挖盆边预留土堤大小对基坑变形影响进行了深入分析。结果表明,围护墙变形计算值与实测值较为吻合;在逆作法深大基坑中,围护墙厚度在0.8～1.6 m之间变化及是否考虑地墙落低作用对首层开挖的基坑变形影响不明显;采用梁单元模拟围护墙比采用实体单元的围护墙变形计算值要大10%～21%左右,原因是采用后者能考虑土体与墙之间摩擦力所产生的抵抗弯矩作用。预留土堤所承受的水平抗侧压力F随土堤宽度b的减小,先缓慢减小,当b达到为20 m左右时,F值达到最小值,接着随b的减小F值逐渐增加;对特定的盆边开挖深度 ,b值存在一临界值 ,当b减小到 时,F达到峰值,此时如再减小b值,墙体位移将迅速增加;且 值随 值增大而增大。最后根据分析,给出了盆式开挖预留土堤尺寸设计建议。     

基坑开挖引起围岩变形破坏过程的数值模拟分析

应用自行开发的岩石破坏过程分析软件F-RFPA2D对澳门某基坑开挖引起围岩及地表变形破坏进行了数值模拟分析,认清了围岩破坏模式及发展全过程,得到了和实际情况基本一致的结果,说明了F-RFPA2D程序做为一种新的数值模拟方法,可以用来研究基坑、边坡开挖引起的围岩破坏过程.     

厦蓉高速公路某隧道洞口段开挖对仰坡变形影响的数值分析

针对一座浅埋偏压隧道,采用FLAC3D对该隧道进口段进洞开挖进行动态施工三维数值模拟。基于围岩应力分布特征,仰坡坡面轴向和横向位移的变化特征,分析了偏压浅埋隧道洞口段开挖引起的仰坡变形规律。计算结果揭示：仰坡后缘下沉,前缘向洞心外有移动趋势;隧道开挖引起隧洞洞身附近岩体出现较大应力集中和变形现象,洞口段洞身以上仰坡坡面主要以竖向沉降为主,洞身两侧向洞内挤压。在此基础上提出了保证仰坡稳定和安全进洞的一些建议。     

不对称基坑开挖过程中的沉降变形与数值模拟分析

为控制不对称基坑开挖形变、保障基坑稳定性和安全性,开展不对称基坑开挖过程中的沉降变形与数值模拟研究。以西安某地铁坑中不对称开挖工程为例,选取桩体水平位移、桩顶沉降、地表沉降和周围建筑物沉降4个变形指标,对其施工进行监测和Plaxis 3D有限元模拟。研究发现：随着基坑开挖,桩身水平位移不断增加,其最大值为8.23mm;桩顶沉降呈波动趋势,最大值为0.45mm;地表沉降也不断增加,最大沉降值8.81mm,且靠近基坑侧土体沉降较远离侧高15%左右,承载建筑物一侧土体的水平位移较未承载侧高12%;周围建筑物沉降量随着离基坑距离的减小而增加,最大值为9.4mm。通过对比分析发现4个变形指标的实测和模拟结果虽略有差异,但变化趋势基本一致,且4个指标的变形均处于变形控制范围内,不对称开挖过程基坑十分安全和稳定,说明该工程选择的桩-撑联合支护方式能有效控制不对称开挖过程的基坑变形,且在坑中坑不对称开挖工程中使用数值模拟方式能确定基坑开挖方案的安全性。     

基坑开挖对邻近铁路路基变形影响与控制

以某紧邻既有铁路线的基坑工程为依托,基于现场实测数据,分析了路基与基坑的变形规律、沉降原因和控制措施。结果表明,受列车荷载与渗漏水影响,路基沉降在坑底旋喷加固和施工冠梁、混凝土撑期间迅速增加,形成了长约50 m、最大沉降95 mm的沉降槽,60%以上的路基在该阶段的沉降增量占阶段累计沉降的70%以上,而地表沉降多小于20 mm,约为开挖深度的2.4‰;路基沉降槽处坑外横断面地表沉降呈“凹槽形”,在路基处沉降最大。在坡顶进行双液注浆能够控制地表与路基沉降,减少后续开挖施工对路基的影响,但注浆施工易导致边坡变形突变,尤其是向坑内的水平位移,不利于边坡稳定和铁路安全。