徐浩峰[1]2003年在《软土深基坑工程时间效应研究》文中研究表明在软土地区开挖深大基坑，开挖中围护结构位移、结构体的外荷和内力会随着基坑暴露时间的增长而变化，呈现出明显的流变效应；同时基坑开挖引起土体卸载，超静孔压的消散导致固结效应的产生。前人曾对上述两个效应分别进行了相应的研究，但是对二者耦合的研究还不多见。 本文根据前人基坑开挖前后土的不排水抗剪强度变化规律的研究结果，并结合MERCHANT模型的思想，提出了能同时考虑开挖应力路径和应力应变随时间变化的饱和粘土应力应变关系，亦可称之为修正MERCHANT模型。得到的非线性模量方程，使基坑开挖的分析更加合理。 将平面问题有限元法用于基坑性状的研究，研制了考虑土的流变与固结耦合作用、土与结构相互作用和模拟复杂的分步开挖过程的深基坑工程有限元分析程序。该程序采用了更合理的开挖荷载的计算方法，可以引入线弹性、邓肯张非线弹性、考虑应力路径的非线性弹性和修正叁元件模型等四种本构模型，并在挡墙和土之间设置薄层接触面单元以模拟土体和墙体在开挖过程中可能产生的滑移。 利用此程序分析了深基坑开挖过程中超静孔压的消散、墙体的水平位移、墙后地表沉降、坑底土体隆起、作用在墙体前后的土压力和支撑轴力等的发展变化规律：分别考虑了固结效应和流变与固结耦合时对基坑性状的影响；还详细研究了不同的粘度、不同的渗透系数和不同的基坑宽度等叁种情况。 最后结合浙江省瑞安市人民医院综合病房楼基坑开挖工程实例，用研制的程序进行数值模拟，计算结果和实测结果接近。说明该程序可以描述软土地区基坑的时间效应现象。另外，引入时间序列分析(一种数据处理方法)，对基坑的时间效应进行了分析预测。
李青[2]2008年在《软土深基坑变形性状的现场试验研究》文中进行了进一步梳理随着上海城市建设的快速发展,轨道交通网络的逐步完善,铁建设工程正在向“深、大、近、紧、难、险”六个方向发展,根据统计上海开挖深度在10米～20米的基坑占总量的65%,建设过程中大小工程事故时有发生,造成了重大的经济损失和不良的社会影响,主要是因为对软土深基坑作用于围护结构荷载以及开挖过程中的变形规律认识不足,造成对险情不能及时预报和采取相应的处理措施。为了确切地了解深基坑施工过程中的荷载变化及变形规律,本文以上海某地铁车站基坑为背景,通过对现场大量实测数据和施工资料的整理分析,在分析水土压力变化规律的基础上,总结了软土深基坑变形的一般规律、软土流变对基坑变形的影响以及立柱隆起量的计算方法。主要内容包括以下几个方面:1.基于现有理论框架,结合实际施工工况和现场实测资料,比较了不同的土压力的计算方法,对作用于支护结构的水土压力随工况及深度的变化进行了系统分析,从理论上对不同区域水土压力的变化规律及异常现象作出了合理的解释。2.在现场实测数据的基础上,分析了围护墙体水平变形、地表沉降、建筑物沉降、立柱隆起等变形规律,研究了墙体水平位移和地表沉降的相互关系、建筑物沉降和地表沉降在时间上的响应关系,并对基坑变形的空间效应进行了探讨。3.针对软土的蠕变特性,对软土的流变特性研究历史、研究途径以及对软土流变特性的认识进行简单回顾与总结。提出将基坑变形分为开挖变形和有支撑暴露变形,研究了不同工况下有支撑暴露变形对基坑变形的影响,并提出了减小有支撑暴露变形的工程措施。4.从立柱产生竖向位移的原理出发,分析了影响立柱竖向位移的各种因素指出:立柱竖向位移不仅与坑底土体隆起以及竖向荷载引起的立柱桩变形和位移有关,同时还受到温度、混凝土收缩和徐变等因素影响;在此基础上给出了立柱桩竖向位移的估算方法Δ=δ+Δl-s_0;最后讨论了立柱竖向位移对支护体系的危害同时给出了控制立柱竖向位移的措施。
胡林[3]2015年在《地铁深基坑工程施工过程中的变形控制研究》文中研究表明随着城市建设用地的日益紧张,大多数深基坑工程的施工地点位于城市建筑密集区,基坑毗邻已有建筑及地下管线等设施,深基坑施工必然会对周围已有建筑物的受力和变形产生不利影响。在基坑工程中存在时空效应,即坑底和周围土体的应力状态及变形与施工过程有着密切的关系。本文基于减少不利影响的目的,依托天津某实际工程,特别对地铁深基坑工程施工过程中的变形控制展开了深入的研究,系统的论述了时空效应的基本原理及基于时空效应的现代基坑施工设计理念,并且阐述了基坑开挖数值模型的基本原理。本文的主要工作和结论如下:本文收集和整理国内外盖挖逆作法及时空效应的研究成果,分别从施工工艺、分析原理、工程实践等方面阐述了盖挖逆作法的技术优势以及基于时空效应的信息化施工过程,奠定了进一步开展研究的基础。运用PLAXIS模拟了基坑的开挖过程,对换撑与满堂脚手架工况进行了对比分析,精确模拟了地下水位的稳态下降过程及软土应力随应变的硬化规律,通过模拟分析和研究得出如下结论:降水过程会导致基坑支护结构与周边土体的变形且其变形量与土体卸荷工况相当;与常规做转换撑方案相比满堂红脚手架作为支护结构的方案具有施工简便节约工期的明显优势,采用满堂脚手架方案得到的基坑变形量略大于换撑方案,但是变形仍满足规范要求,因此对于本工程采用满堂脚手架代替换撑方案具有可行性。结合某盖挖逆作深基坑工程的典型设计断面,模拟施工过程,分四个施工步进行计算,得到了相应的墙体测斜、坑底回弹、地表沉降结果,与实测数据的对比表明了,数值模拟结果真实地反映了坑底回弹、支护结构变形与地表沉降发展规律,即随着基坑挖深的增加坑底回弹量逐渐增大,随着底板的施工回弹量呈减小趋势;支护结构的侧向位移随着挖深的增加而向坑内发展,最大变形值出现在每一步开挖的坑底附近;坑外地表沉降随开挖深度的增加而增大。为了研究施工过程中时间效应对基坑稳定性的影响,采用数值方法分别模拟了降水、支护、开挖同时进行与分步进行的情况,结果表明不同的施工时间安排对坑底回弹与地面沉降的影响显着,相同施工工况下,随着施工时间的延长,基坑变形量呈现增长趋势。为了研究空间效应对基坑稳定性的影响,以某断面的第叁施工步为例,分别模拟叁种分块开挖方式,即从左向右依次开挖、从中间向两侧开挖、从两侧向中间开挖,结果表明先开挖基坑的中间部位而后再分别向两侧开挖对控制基坑变形的效果最佳。
徐中华[4]2007年在《上海地区支护结构与主体地下结构相结合的深基坑变形性状研究》文中研究表明由于在变形控制、可持续发展等方面的诸多优点,支护结构与主体地下结构相结合已成为建设多层地下结构的一种有效方法,是上海软土地区近年来迅速发展和应用的新型支护型式。在支护结构与主体地下结构相结合的深基坑工程设计中,最关切的问题是预测基坑的变形,但目前尚缺乏对其变形性状的系统研究。由于基坑工程的高度复杂性,采用常规的弹性地基梁法或平面有限元法已难以分析支护结构与主体地下结构相结合深基坑的复杂变形性状,因此本文采用叁维有限元建模和大量的基坑实测数据分析并结合叁个大型基坑工程的实践对上海地区支护结构与主体地下结构相结合的深基坑变形性状进行了系统的研究。主要内容包括如下几个方面:1.对支护结构与主体地下结构相结合的深基坑建立了考虑土、围护结构、水平支撑体系和竖向支承系统共同作用的叁维有限元模型;采用弹塑性的修正剑桥模型模拟基坑开挖过程中土体的非线性特性;基于面-面接触模型实现了连续墙与土体之间的接触算法,用以真实地模拟连续墙与土体的相互作用;进而实现了对基坑施工过程的仿真模拟。系统地分析了均质地层中支护结构与主体地下结构相结合深基坑开挖的变形行为、应力和应变行为及其空间效应。研究了墙体与土体之间设置接触面与否及接触面参数对基坑变形的影响。分析了修正剑桥模型各参数对基坑变形的影响。2.在上海地区典型土层条件下,采用前面提出的叁维有限元模型,对影响支护结构与主体地下结构相结合基坑的变形进行了系统的参数研究。研究了连续墙的厚度、水平支撑楼板的厚度、水平支撑楼板的竖向间距、悬臂开挖深度、坑底加固、基坑的长宽比及连续墙接头对基坑变形的影响。结合支护结构与主体地下结构相结合基坑的特点首次研究了工程中非常关心的出土口留设位置、盆式和岛式开挖、分块放坡开挖、工程桩的存在等因素对基坑变形的影响规律。探讨了在广泛的参数影响下基坑的变形特征变量包括连续墙的最大侧移、地表最大沉降、墙后土体最大侧移及坑底回弹的一般变化规律,得到了其变化范围的上限,并讨论了各变形特征变量的相互关系,从而为实测统计提供了理论支撑。3.收集了上海地区315个基坑工程的详细资料,在对大量的基坑实测数据分析的基础上研究了支护结构与主体地下结构相结合深基坑的有关变形性状。给出了围护结构最大侧移的变化范围及平均值,对其影响因素如墙底以上软土厚度、围护结构插入比、支撑系统刚度、坑底抗隆起稳定系数、桩土面积比及首道支撑的位置进行了定量分析。给出了墙后地表最大沉降的变化范围及平均值、分析了墙后地表沉降的分布模式、建议了地表沉降包络线的方程。对影响地表最大沉降的因素进行了分析并与常规顺作法基坑进行了对比。分析了坑底回弹、墙顶及立柱竖向位移的变化范围及其相关规律。研究了上海地区连续墙类、灌注桩类、钢板桩类、SMW工法类、搅拌桩类及复合土钉类等常规顺作法基坑围护结构的变形规律,并将其与支护结构与主体地下结构相结合基坑的围护结构变形规律进行了对比,揭示了后者与常规顺作法基坑在变形规律上的异同。研究得到的有关变形的规律为基坑变形的预测提供了实用图表,可直接应用于上海地区深基坑工程变形的预测。4.对由由国际广场、兴业银行大厦和上海铁路南站北广场叁个采用支护结构与主体地下结构相结合深基坑工程的变形进行了实测研究。对实测结果的分析表明,围护结构各个测斜点在各个工况下的最大变形均在理论分析给出的范围之内,且平均最大侧移与理论研究得到的平均最大侧移吻合得很好,表明理论研究结果能较好地预测围护结构的最大变形。实测得到的墙后地表沉降、管线沉降和建筑物的沉降分布均位于理论研究得到的支护结构与主体地下结构相结合基坑的地表沉降包络线之内,表明该包络线可用来较好地预测基坑开挖对周边环境的影响。研究了基坑开挖引起的水平梁板支撑体系的沉降或回弹的分布规律及基坑变形的时间效应。分析了基坑开挖引致的周边建筑物的叁维沉降形态。
叶荣华[5]2013年在《宁波软土深基坑时空效应分析及安全评价研究》文中研究说明为了缓解城市用地困难和交通拥堵的压力，大力开发地下空间、建设轨道交通成为城市健康发展的必然趋势。在宁波市轨道交通建设过程中，车站基坑与明挖区间都需要进行大规模的地下开挖，这就牵涉到大量软土深基坑工程的问题。本文以宁波市轨道交通2号线一期工程汽车市场站~甬江北站区间C基坑为背景，对现场监测成果、软土深基坑的时空效应、地基土m值的反演分析以及深基坑工程安全评价进行了较为系统的研究，主要内容包括以下几方面：1.结合宁波市轨道交通深基坑工程实例，给出了相应的施工监测方案。根据现场监测数据，重点分析了墙体水平位移、支撑轴力、墙顶竖向位移、地表沉降、建筑物沉降与坑外水位的变化情况，研究了宁波软土地区深基坑的变形规律及受力特征。2.针对软土地区深基坑开挖的时空效应现象，采用考虑时空效应的有限元法建立基坑工程有限元分析模型，探讨了墙体厚度、墙体入土深度、支撑水平间距、支撑预加轴力、支撑架设时间、开挖宽度等因素对地下连续墙内力与变形的影响，并提出了深基坑工程时空效应施工方法。3.基于深基坑开挖施工的实测位移数据，利用位移反分析法对典型工况下地基土的m值进行了反演分析，并将优化反演结果与勘察报告提供值进行比较，给出了深基坑开挖涉及到的主要土层m值的建议值。4.结合深基坑工程的实际工况，构建了相应的安全评价等级与安全评价指标，利用模糊综合评判法建立了深基坑工程的安全评价模型，并结合现场监测数据，对工程实例的安全状况进行定量评价。
门燕青[6]2011年在《各向异性软土深基坑坑底抗隆起稳定性分析》文中进行了进一步梳理我国东部沿海冲积平原地区多为软土地基,地下水位高、地基土强度低,经常发生基坑失稳事故,坑底隆起破坏是其中常见的一种基坑失稳形式。坑底抗隆起稳定性分析对评价基坑工程安全具有重要参考价值,是软土地区基坑工程设计中的一项重要内容。基坑坑底抗隆起稳定性分析方法很多,根据采用的基本理论可归纳为四大类：极限平衡法、极限分析法、非线性有限元法和可靠度分析方法。现有的坑底抗隆起稳定性分析方法不能全面考虑影响坑底稳定的诸多因素,分析方法在实际工程应用中不灵活,降低了坑底抗隆起稳定性评价结果的准确性。本文首先回顾了国内外关于基坑坑底抗隆起稳定性分析的研究现状,提出了分析中迫切需要考虑土体各向异性以及基坑开挖时空效应的必要性；在此基础上,分析了坑底隆起破坏机理,确定了影响坑底隆起的主要因素；最后,基于Casagrande各向异性强度理论,采用极限平衡方法,针对圆弧滑动破坏模式,推导了坑底抗隆起稳定性计算公式,并对公式进行了基坑开挖时空效应修正,从土体参数、支护结构和时空效应叁方面对坑底抗隆起稳定性的影响程度进行了对比分析,提出了坑底隆起破坏灾害预防措施。取得的研究成果主要包括以下几个方面：1.基于土体各向异性特征,采用极限平衡方法,推导了圆弧滑动破坏模式坑底抗隆起稳定性的分析公式,该公式能够从土体参数、支护结构、时空效应等方面对坑底抗隆起稳定性进行分析,考虑因素全面,计算公式简单,经工程验证能够满足基坑工程设计精度要求。2.坑底抗隆起稳定影响因素分析结果表明,土体重度γ减小、内聚力c增大以及内摩擦角φ增大均使坑底稳定安全系数增大,以上叁个参数中,内摩擦角φ变化对坑底抗隆起稳定性的影响尤为明显。为了增加坑底抗隆起稳定性,可采用增大墙体插入比D/H、减小最下层内支撑高度H'、减小地面超载q、进行坑底加固等措施。3.坑底抗隆起稳定性分析应考虑土体各向异性特征,当土体重度γ较小、内聚力c较大、内摩擦角φ较小、墙体插入比D/H较小、最下层内支撑高度H'较大、地面超载q较大、加固后土体的抗压强度qu较小以及加固深度d较小等情况时,应尤其注意。4.当基坑开挖形状规则,暴露时间较长时,软土深基坑坑底抗隆起稳定性受基坑开挖时空效应影响较大。
赵鹏飞[7]2012年在《软粘土地区地铁深基坑开挖与支护的时间效应分析》文中提出在软弱的粘性土地区进行地铁基坑施工时，由于软粘土具有较大流变性、高压缩性、较强的蠕变性等，使得在基坑开挖过程中围护结构和地表变形将随着时间变化而不断的增大。如果不能合理的设计施工参数，变形将很难控制在安全等级所允许的变形范围内。本文以武汉地铁二号线一期工程某地铁车站深基坑为例，在所建立的模型中土体本构模型选用软土蠕变本构模型，并考虑到施工中各因素对变形和沉降的影响，模拟基坑开挖过程中的时空效应，分析总结在各因素影响下的变形规律，得出一些可用于指导在类似土质的地区施工和设计工作的结论。结果表明：1.土层开挖所用时间对基坑位移场和内力场都有很大影响，本文提出将该时间段内连续墙的变形分为了两个阶段，第一个阶段是连续墙变形急剧发展阶段，第二个阶段是连续墙变形稳定发展阶段；2.基坑无支撑暴露变形发展规律。基坑无支撑暴露变形在开挖结束2h内的无撑变形占据总无撑变形的90%以上，第一天内的无撑变形占据总无撑变形的95%以上；3.超载位置对基坑变形的影响。当超载距基坑边缘10m以内时影响较大，当该距离大于30m时这种影响将减弱；4.坑底隆起随深度及有撑暴露时间的变化规律。随着深度的增加坑底隆起变形率越来越大，并且坑底隆起的时间效应越来越明显；
周立[8]2014年在《考虑流变和固结的基坑工程性状研究》文中研究指明目前，基坑设计一般只考虑基坑性状的瞬时变化，没有考虑时间因素对基坑性状的影响。大量的工程实践表明，基坑工程具有时间效应，尤其是在软土地区上建造的基坑，其时间效应表现明显。本文以在软土上建造的基坑工程为研究对象，分析流变和固结对其产生的影响，在理论分析的基础上，结合数值模拟方法，重点研究时间效应下基坑变形的特点以及发展规律，同时也对支撑轴力和围护结构内力进行了探讨，主要研究内容有：(1)回顾了我国基坑工程的发展历程，概括了什么是基坑工程时间效应，总结了土体流变和固结理论的国内外研究现状以及基坑工程时间效应的国内外研究现状。归纳了基坑工程的变形特点及机理，然后总结了软土蠕变特性及其影响因素，同时从孔隙水压力的角度分析了土体的固结，结合上述成果，从理论上分析了基坑变形的时间效应。(2)分析了某软土地区基坑工程变形实测值，发现其时间效应表现明显。采用数值分析方法，对该基坑工程建立了考虑流变的数值模型，将实测值与计算值进行对比，发现这两者不论在变形趋势和数值上都较好的吻合，且都表现出时间效应。之后对基坑变形、支撑轴力以及围护桩桩身内力的计算值进行了分析，分析结果表明：土体流变会对基坑工程产生不利影响，使得变形及支护结构内力增大；基坑工程时间效应中，除了时间这一最重要的影响因素外，开挖深度、土体的物理性质等因素也与其关系紧密。(3)在渗透性较小的粘性土层中，当存在透水性较好的含砂层时，固结对基坑的影响较明显。针对该软土地区的土层，建立了考虑固结的基坑工程模型，分别对基坑变形、支撑轴力以及围护桩桩身内力的计算值进行了分析。分析结果表明：相较于支护结构内力，基坑变形的时间效应表现显着；固结对于围护结构水平位移和地表沉降的影响都是有利的回弹，对于坑底隆起的影响较大，且是不利的影响；从孔隙水压力变化的角度来分析基坑的时间效应，表明孔隙水压力的变化是导致基坑工程时间效应的直接原因。(4)在理论和数值分析的基础上，探讨了考虑流变的基坑工程变形控制措施。基坑开挖完成后及时浇筑底板可以很好的控制基坑的总变形，且对于整个基坑的安全非常重要。选取合适的施工速率可以减小基坑的变形，过快和过慢的速率对基坑都是不利的。施工间歇期，基坑的有、无支撑暴露时间也是施工过程中对基坑变形控制要考虑的一个因素。
彭俊[9]2016年在《软土深基坑地下连续墙侧向变形研究》文中研究指明基坑因开挖所引起的围护结构变形的影响因素繁多且复杂。在软土地区,由于软土具有高压缩性、抗剪强度低,含水量大的特点,基坑工程的施工技术难度更大,变形控制更难,因此对软土地区的基坑变形研究十分重要。本文以佛山地区德莱尔大厦基坑工程为研究对象,通过该工程的实测数据,对其侧向变形规律、最大侧向变形位置等进行分析,并通过有限元软件MIDAS GTS对基坑进行数值模拟,总结分析了几种影响基坑变形的因素。最后基于这些影响因素,使用势能驻值定理推导出一个简易的基坑侧向变形解析式,主要成果如下:(1)基于佛山德莱尔大厦基坑工程的监测数据,分析了基坑开挖过程中,开挖至软土层时基坑侧向变形速率加快及最大侧向变形的位置随着基坑的开挖向下移动的原因;发现第二大侧向变形的位置一般位于最大侧向变形位置的上部;软土深基坑的变形具有明显的时间效应,基坑开挖结束后,其变形持续增加,这部分变形占到变形总量的20%左右。(2)采用有限元软件MIDAS GTS对基坑的开挖过程进行模拟,与实测数据作对比,各施工阶段的模拟结果与实测数据吻合度较高,也验证了有限元模拟的可行性。(3)基于有限元模型,探讨了冠梁变形、深厚软土层所处位置、最后一道支撑变形及超载等因素对基坑侧向变形和最大侧向变形位置的影响。通过合理的控制这些影响因素,可以有效的控制基坑变形,并判断出最大侧向变形的位置。(4)考虑围护结构变形后的土压力变化,利用势能驻值定理计算出简易的预估围护结构侧向变形解析式,并与实测数据作对比。
沈杰超[10]2013年在《软土地基基坑围护数值分析及其在设计与施工管理中的应用》文中研究表明有限元方法具有求解非线性问题,模拟各种复杂材料本构关系,解决各种复杂边界条件问题,以及各种方案对比与优化等特点。恰是由于这些特点,近年来在岩土工程的应用中越来越受到重视。但是由于一些特别复杂的叁维空间问题,受到计算机硬件的限制,需要花费大量时间；由于工程土体地质参数的不确定性,土体本构模型的选取和参数的确定十分困难；大量理论和实际工程问题有待进一步解决和完善。本文应用ABAQUS软件对闲林地区某软土深基坑开挖工程进行叁维数值模拟分析,模拟基坑设计工况,并与工程实践进行对比分析。并通过改变模型参数设置,对基坑的设计与施工进行优化设计,为实际工程的设计和施工提供参考,也为今后软土地区基坑工程设计施工提供有益参考,本文主要研究内容如下：(1)采用有限元软件ABAQUS,通过对实际工程基本设计施工工况的分析,并选取工程某一段,建立叁维空间模型。分析了该模型下基坑变形,周边沉降及围护体系内力情况；同时通过改变模型参数,分析了不同开挖方法下对周边环境及围护结构内力的影响,并与实际工程监测数据进行对比。结果表明,采用叁维有限元数值模拟分析方法能较好的反映实际施工过程,与实际施工监测数据相近。(2)采用有限元软件ABAQUS,通过对基本工况下围护结构的内力分析,对叁维空间模型参数设置进行改变。分析了围护桩径及间距,支撑体系尺寸及结构形式,开挖顺序及范围等因素对基坑周边及围护结构内力的影响情况。结果表明：增加桩径、改变桩间距能有效限制基坑变形,同时能对基坑的设计与施工进行合理有效的优化设计。(3)基于叁维有限元数值模拟,提出了“压迫施工法”。通过大基坑、小开挖、分层分段、对称平衡、限时支撑的原则进行动态设计,信息化施工,以减少基坑未支护前暴露的时间与空间,有效降低基坑开挖过程对周围环境的影响,为今后软土地区深基坑的设计与施工提供有益参考。
参考文献：
[1]. 软土深基坑工程时间效应研究[D]. 徐浩峰. 浙江大学. 2003
[2]. 软土深基坑变形性状的现场试验研究[D]. 李青. 同济大学. 2008
[3]. 地铁深基坑工程施工过程中的变形控制研究[D]. 胡林. 天津大学. 2015
[4]. 上海地区支护结构与主体地下结构相结合的深基坑变形性状研究[D]. 徐中华. 上海交通大学. 2007
[5]. 宁波软土深基坑时空效应分析及安全评价研究[D]. 叶荣华. 宁波大学. 2013
[6]. 各向异性软土深基坑坑底抗隆起稳定性分析[D]. 门燕青. 山东科技大学. 2011
[7]. 软粘土地区地铁深基坑开挖与支护的时间效应分析[D]. 赵鹏飞. 西安建筑科技大学. 2012
[8]. 考虑流变和固结的基坑工程性状研究[D]. 周立. 南昌航空大学. 2014
[9]. 软土深基坑地下连续墙侧向变形研究[D]. 彭俊. 广州大学. 2016
[10]. 软土地基基坑围护数值分析及其在设计与施工管理中的应用[D]. 沈杰超. 浙江工业大学. 2013