数值分析在基坑工程中的应用
某深基坑开挖过程的三维数值分析
明显 的 “ 脚 ” 象 ; 坑 由 于开 挖 卸 荷会 导 致 明 显 的 基坑 隆起 ; 外 地 表 沉 降 影 响 范 围 主要 在 开 挖 深 度 的 一 倍 范 踢 现 基 坑
嗣内 ; 坑 开 挖也 会 引 起 相邻 高架 桥 桩 的侧 向变 形 , 大 侧 移 发 生在 开 挖 面 附 近 。计 算 得 到 的地 连 墙 和 高 架 桥 桩 基 最 的侧 向 变形 规 律 与 已有 文献 的 实 测沉 降 规 律 基 本一 致 , 证 了计 算 结 果 的 正确 性 。分 析 结 果 为 类 似 工 程 设 计 与 施 验 工 提 供 了有 益 参 考
式 为
g =ol r3 r —o N ( 5)
式 }耋 ; 剪 角 中N + 为 胀 。 =一
张 拉 屈 服 势 函 数 g 对 应 于 拉 应 力 破 坏 的 相 关 ‘
车 站 深 基 坑 开 挖 变 形 规 律 , 的 是 为 地 铁 车 站 深 基 目 坑 的信 息 化 施 工 提 供 科 学 依 据 。
第 1卷 第 4期
2009 年 7 月
南 阳 理 工 学 院 学 报
J OURNAL OF NANYANG I T TUT NS I E OF T ECHNOLOGY
Vo .1 1 NO 4 .
J .20 u1 0 9
某 深 基 坑 开 挖 过 程 的 三维 数 值 分 析
; 凝聚力; 摩擦角。 c为
拉强度 。
土体 屈服之后 , 在任一 应力增量 过程 中 , 变 由 应 弹性分量 和塑性 分量两部 分构成 , 因此有 :
d =( ) d +( s ) d () 3
与土体相 互作用 , 断调整 自身受力 与变形 , 基坑 不 使 内外土体 保持稳定 或 失稳 状 态 , 是一 个 机理 复 杂 这
基坑支护现场试验研究与数值分析
基坑支护现场试验研究与数值分析随着城市化进程的加快,建筑行业得到了迅速发展。
在高层建筑和地下空间利用等领域,基坑工程越来越成为关键的支撑结构。
为了保证基坑工程的稳定性和安全性,开展基坑支护现场试验研究与数值分析显得尤为重要。
本文将介绍基坑支护现场试验的主要步骤和数值分析方法,并针对具体案例进行深入研究。
在基坑支护现场试验研究中,首先要明确研究目的和方法。
其主要目的是验证支护结构的承载能力和稳定性,为工程设计和施工提供科学依据。
试验方法包括原型试验和模型试验,其中原型试验能够真实地反映基坑实际情况,但成本较高;模型试验则可以在一定程度上模拟实际情况,做到初步的评估和优化。
在基坑支护现场试验研究中,数值分析扮演着举足轻重的角色。
数值分析可以针对复杂的边界条件和荷载工况进行模拟,从而得到更精确的预测结果。
在数值分析过程中,首先要对支护结构进行离散化处理,将其分解成有限个单元体。
随后,根据力学平衡原理和材料本构关系,建立数值计算模型,并运用有限元方法进行求解。
针对某一具体案例,我们进行了基坑支护现场试验研究。
该案例的基坑深度为10米,采用钢板桩支护结构。
在试验过程中,我们对支护结构的变形、内力和土压力等进行了监测。
通过分析监测数据,我们发现钢板桩支护结构能够有效地提高基坑稳定性,减小变形量。
在数值分析过程中,我们运用有限元方法对现场试验案例进行了模拟。
通过对比试验结果和数值分析结果,我们发现数值分析结果与实际情况较为接近,从而验证了数值分析的可靠性和准确性。
在此基础上,我们可以进一步探讨不同工况下的支护结构性能和优化设计方案。
基坑支护现场试验研究与数值分析是确保基坑工程稳定性和安全性的重要手段。
在试验过程中,我们需要注意数据的准确性和可靠性,以便更好地反映支护结构的实际性能。
数值分析作为一种有效的预测方法,可以为工程设计和施工提供重要的参考依据。
在今后的研究中,我们可以通过加强试验研究和数值分析的结合,深入探讨复杂工况下的支护结构性能,不断完善现有的支护设计方法,以适应更高难度的基坑工程需求。
三维数值分析在深基坑抽水试验中的应用
该盾 构出洞工作井采用 1 0 m 2 0 m地下连续墙围护结构 ,共 5 4幅 ,最
深 约 4 m 深 入 卵 砾 石 层 内约 1 m,深 浅基 坑 问 采 用 6 O m地 下 墙 封 7, O Om 堵 ,共 8幅 。 主 体 结 构 采 用 明挖 逆 作 法 施 工 , 围护 设 计 外 包 尺 寸 2 . 5 2 m× 8 . m 设 5道 钢 筋 混 凝土 圈梁 和 1道 6 9× 1 m 68, 0 6 m钢支 撑 。两
水试验 ,运用三维非稳 定流有限差分 法对抽水试验过程进行模拟 ,求得该 深基坑各层的水文地质参数作 为设计计算依据 ,对围护进行 了重大设计变 更。该抽 水试验结论及论证结果可对类似位 于高风险的承压含 水层地质条件 下的过 江隧道 、城 市地铁 等超深基坑的设计及施 工、风险控制等提供相
关技 术 支持 。
【 关键词 】 承压水
抽水试验
有 限差分法
数 值分析
1工 程 概 况
1 1基 坑 概 况 .
利用 1 2口试 验井进 行各类工况 的单井及群井抽水试验 ,共 8只进 口水 位测试 探头 ,7只放 置于观测井 内 ( J4、J5、J6、J7、A1、 A2 ,1只放置于抽水试验井 内,利用数据采 集仪与 电脑连接后 、B1) 自动采集 水位 标 高与时 间相对关 系 ,数 据采集 正 常问隔 时问设 定为
3 s,最 小 间 隔 时 间 为 5 0 S,共 采 集 试 验 数 据 4 1 4 , 进 行 五类 工 况 7组 模 拟 抽水 试 验 :
1)单 井 连 续 抽 水 至 稳 定 其 余 1 井 观 测 水 位 降 , 及 单 井 停 水 至 1口 稳 定 其 余 1 口井 观 测 回 水 ; l
数值法在基坑降水中的应用
1 基 坑 降水 的地 下水数 值模 拟
据研究 区所在 的区域岩土勘探报告 , 基坑面积 850m , 0 基坑
开挖 90 静水位 埋深 53n .0 m, .I 。本降水工程 , 场地邻近地表水体
较为发育 , 地下水补给条件较好 , 且含水层含 水介质 为细粒 、 中粒 砂层 , 因此选择 了管井井点降水方案进行降水 。 在模 拟评 价过程中 , 首先根据地质 模型建立 水文地 质概念模 型 , 建立数学模拟模型 ; 用 Vsa d o 再 利 i l f w软件 , 拟降水条件 u Mol 模 下 的水位 变化 与涌水量的大小 , 进而为相关评价提供基础 。 1 基坑 所 穿越 土层 次 由上 而 下为 : 素填 土 层 , 均 厚度 ) ① 平 34i; 土、 . ②粘 n 砂质粘土地层 , 层厚 5 1 l .0n ③粘 土质 砂及 细砂 , ; 厚度 约 3 7 ④ 粘土及 砂质粘土厚度约为 6 5 。根据其地质 .5m; . 5i n 模 型建立 水文 地质模 型 , 从上而下分 为第一含 水层 、 第一 隔水层 、 第二含水层 、 第二隔水层 。 2 依据概化 的水文地质模 型建立相应 的数学模 型 : ) ( 塑) +立 (
2 1. . 0 1 0l 01 2 1 .2 0 0 10 .8 2 1 .3O 2 1 .33 0 1 .6 0 O 1 . 0 O
大时 , 锚索锚在砂层 中的情况 会 比粘 土 中安 全很 多 , 层 不会 因 砂 为含水量 增大变为可塑或导致 C, 急剧变化 , 以锚索 的拉力损 所 失相对较 小。4 锚索 拉力 的监测是这类 基坑 的关 键 , 索拉 力值 ) 锚 长期不变 要检查设 备是 否失效 破 坏。锚索 拉力 损失原 因有 可 能 是人 为安 装造成 、 土体含水量 增大产生锚 索滑移导 致 的锚 索拉 力 损失 、 锚索钢绞线断裂或 者钢 围檩 背后 桩体位移大 而导 致锚索 拉 力损失 。所 以要时刻 注意锚 索拉 力 、 桩体 位移 数值 和 渗水情 况 ,
数值计算在深基坑工程中的应用研究
Ab ta t n ti p p r i i u igN niglre saee cv t npt sa x m l. ho g i ua db sr c:I s a e, t s s aj g - cl x aai i a ne a pe T ruh s l e y h n n a o m t
江 苏 建 筑
21 0 0年 第 6期 ( 总第 1 8 ) 3期
6 9
数值计算在深基坑工程中的应用研究
李 刚 赵 久凤 , 志铖 , 张
(南 京市 建筑 工程 质量 监督 站 , t 江苏 南京
2 0 0 ; 京工 业大 学土 木 工程学 院 , 1 0 7 南 江苏 南京
20 2 ) 10 4
200 ; 10 9
南 京南 大岩 土 工程 技术 有 限公 司 , 苏南 京 江
[ 摘 要】 文章以南京市某深大型基坑工程为例, 运用Pai软件进行数值模拟计算, l s x 得到了基坑柱列式排桩支护模式下
基 坑 开 挖 的 变形 特 征 , 与 实测 值 进 行 了对 比分 析 , 类 似 工 程设 计 和 信 息 化施 工 的 实施 具有 实 际 意 义 。 并 对
【 关键 词】 深大基坑; 变形特征; 有限元; 地表沉降; 位移
【 图分类 号1U 5 . 【 献标 识码 】 【 中 T 7 34 文 A 文章 编号]0 5 6 7 (0 0 0 - 0 9 0 1 0 — 2 0 2 1 )6 0 6 - 3
Fi ie Elm e i ul to a d m p r tv a y i fSu o tn r t e a n t e ntS m a i n n Co a a i e An l ss o pp r i g St uc ur nd
基坑支护现场试验研究与数值分析
基坑支护现场试验研究与数值分析一、概述随着城市化进程的加速推进,高层建筑、地下交通设施以及各类地下空间的开发利用日益增多,基坑工程作为土木工程中不可或缺的一部分,其安全性与稳定性对于整个项目的成功至关重要。
基坑支护作为基坑工程的核心技术之一,其设计和施工质量的优劣直接影响到基坑的稳定性和周边环境的安全。
对基坑支护进行深入的现场试验研究与数值分析,对于提高基坑工程的设计水平和施工质量具有重要的理论意义和实践价值。
基坑支护现场试验研究是通过对实际工程中的基坑支护结构进行实时监测和数据采集,分析其在不同工况下的受力变形特性、稳定性以及失效机理。
通过现场试验,可以获取大量真实可靠的数据,为后续的数值分析和优化设计提供有力的支撑。
同时,现场试验还可以直接检验支护结构的实际效果,为工程实践提供宝贵的经验。
数值分析则是对基坑支护结构进行数学建模和仿真计算,通过模拟不同工况下的受力变形过程,预测支护结构的性能表现和可能存在的问题。
数值分析具有成本低、周期短、可重复性好等优点,可以弥补现场试验的不足,为基坑支护的设计和施工提供更加全面和深入的分析手段。
基坑支护现场试验研究与数值分析是基坑工程中不可或缺的两个环节。
通过二者的有机结合,可以深入了解基坑支护的受力变形特性、稳定性以及失效机理,为基坑工程的设计和施工提供科学依据和技术支持,从而确保基坑工程的安全与稳定。
1. 基坑支护工程的重要性及挑战基坑支护工程是土木工程中不可或缺的一部分,尤其在高层建筑、地下空间开发等项目中扮演着至关重要的角色。
随着城市化进程的加快,基坑支护工程的重要性日益凸显,其不仅关乎建筑物的稳定性与安全性,还直接关系到周边环境的保护与城市的可持续发展。
基坑支护工程对于确保建筑物的稳定和安全至关重要。
在建筑施工过程中,基坑是建筑物的基础,其稳定性和安全性直接影响到整个建筑物的质量和使用寿命。
合理的基坑支护方案能够有效地防止基坑坍塌、滑移等事故的发生,确保施工过程的顺利进行。
有限元数值分析在基坑围护设计中的应用
有限元数值分析在基坑围护设计中的应用随着社会经济的发展,基坑工程的开展日益增多。
它的安全及质量的控制对于现代城市的发展具有重要的意义。
围护是基坑工程的重点项目,对其有效的设计呈现出不可忽视的重要性,是基坑工程安全及质量控制最重要的因素之一。
一般来说,基坑围护设计中需要考虑的因素比较多,包括分析地基变形模式和力学参数,分析和估算围护失稳因素,研究围护结构各部件间的相互作用及其变形特性,评价能量损失等。
这些因素的详细研究需要吸取传统实验方法的优点,并利用现代数值分析方法及相关设备进行多尺度数值模拟。
而有限元数值分析技术(FEM)就是其优秀的代表。
有限元分析不仅能够有效地描述和解决物理系统的流动性,也可以建立集成的模型,实现地质力学过程的精确模拟。
在基坑围护设计中,有限元数值分析可以通过多种方式来发挥其独特的优势:首先,在基坑表面支护结构设计中,有限元分析可以更详细地分析围护结构内地质力学参数,从而有效地控制其刚度和强度,保证围护结构的稳定。
其次,利用有限元分析可以尝试不同的支护结构方案,从而对对比不同支护结构的力学性能和稳定性进行系统的分析,以便用最经济的方案来保障基坑工程的安全。
同时,有限元分析能够在实验室模拟设计不同类型的基坑围护结构,为整个工程系统提供有效的参考,减少现场实验及施工风险。
最后,针对某些基坑表面不稳定的情况,考虑到其围护结构的失稳性及能量损失,有限元分析可以准确预测支护结构安全系数及各个参数,从而更好准确的提出技术方案。
此外,在实际的设计中,有限元数值分析还可以模拟出基坑周边人工增加的应力分布状况。
从以上可以看出,有限元数值分析在基坑围护设计中有着重要的作用。
为了充分发挥其优势,需要设计者有足够的计算机技术支持。
为此,应当在计算机技术支持下,利用有限元数值分析技术建立一套完整的基坑围护设计系统,以保证基坑工程的安全性及质量。
总之,有限元数值分析在基坑围护设计中的应用十分重要,它既可以减少实验及施工的风险,又能够提高支护结构的稳定性及可靠性,有助于保护基坑工程的安全及质量的控制。
有限元数值分析在基坑围护设计中的应用
有限元数值分析在基坑围护设计中的应用近年来,有限元数值分析已经在基坑围护设计中得到广泛应用,并取得了非常显著的成效。
有限元数值分析结合了传统的结构工程和地质工程,通过分析改变基坑地质结构、物理特性以及环境因素等,提供准确可靠的基坑围护设计方案。
一、有限元分析在基坑围护设计中的应用1.质条件有限元数值分析可以分析基坑的地质条件,包括基坑的地质构造、土质结构、岩性特征、地层压力以及地下水场等,从而确定基坑的绝对深度,模拟基坑的挖掘过程,为围护设计提供参考。
2.程模拟有限元数值分析可以模拟基坑的挖掘过程,模拟基坑围护结构物和土体结构物之间的相互作用,确定基坑围护结构物的时程变化,在进行围护设计前可以预测围护结构物的最终效果,以决定具体的基坑围护设计方案。
3.料选择有限元数值分析能够结合基坑现场条件,模拟并测算不同结构围护材料的工程性能,从而确定符合基坑围护要求的主要材料类型以及合理的结构参数,进行基坑围护设计。
二、有限元数值分析在基坑围护设计中的优势1.快设计进程使用有限元数值分析,可以以自动化和模拟的方式,快速准确地检测基坑的地质条件,提供基坑围护设计的精确参数,从而大大加快设计进程。
2.短工期利用有限元数值分析,可以准确模拟基坑挖掘过程中的人工及物料的运用,提前确定围护结构物的时程变化,缩短基坑的围护工期,提高工程进度。
3.善实际环境有限元数值分析结合基坑现场实际条件,可以确定合理的基坑围护设计方案,在保护环境的同时改善实际环境,提高基坑围护设施的安全性与可靠性。
三、结论有限元数值分析已经在基坑围护设计中得到广泛应用,它可以准确提供基坑地质结构、物理特性以及环境因素的数据,为基坑围护设计提供准确可靠的设计方案。
此外,有限元数值分析还可以加快设计进程、缩短基坑围护工期以及改善基坑实际环境,为基坑围护设计提供有效支持。
软土地区深基坑开挖环境影响数值模拟分析
第42卷第19期• 58 • 2 0 16 年 7 月山西建筑SHANXI ARCHITECTUREVol.42 No. 19Jul.2016文章编号:1009-6825 (2016) 19-0058-03软土地区深基坑开挖环境影响数值模拟分析刘静德(上海申元岩土工程有限公司,上海200040)摘要:以上海某住宅项目深基坑工程为例,数值模拟了深基坑开挖过程,分析了复杂条件下基坑开挖中围护结构与周边环境的 受力、变形情况,结果表明:深基坑开挖中,围护结构、周边建(构)筑物及土体的变形均满足规范对变形控制的要求,证明采用土体 硬化模型能较好地模拟复杂条件下基坑开挖所引起的环境影响。
关键词:深基坑,环境影响,土体硬化模拟,数值模拟中图分类号:TU463〇引言基坑开挖必然改变周边土体的应力状态,导致土体变形,进 而对临近建(构)筑物产生不利影响,甚至危及其正常使用与安 全。
而随着经济的发展及土地资源的日趋紧张,上海等大中城市 的基坑工程规模越来越大,且往往紧邻老建筑、市政管线、轨道交 通等敏感建(构)筑物。
这就要求基坑围护结构必须满足变形控 制要求,以保护周边建(构)筑物的安全。
有限元数值模拟分析能够较好地考虑土体分层及力学特性、周边建(构)筑物的影响及基坑围护与开挖的施工过程等因素,已成为深基坑工程围护设计计算中不可或缺的分析方法。
诸多学 者通过建立岩土体本构模型与围护结构计算单元,对深基坑工程 围护结构受力与变形、土体位移及邻近建(构)筑物的变形特性等 工程问题进行数值模拟分析[1_5]。
上海某住宅项目深基坑工程紧邻老住宅小区与市政道路,道 路下存在主要市政管线,故基坑工程施工对周边环境变形影响的 控制要求较高。
为较好地预测基坑开挖所引起的变形,保证基坑 工程的安全实施,采用土体硬化模型对该基坑工程的环境变形影 响进行有限元数值模拟分析,以指导基坑围护设计与土方开挖 施工。
1工程概况1.1 工程简介上海某住宅项目主体结构包括8栋6层~17层的住宅楼,并 设地下2层的地下室或地下车库。
PLAXIS在基坑变形数值分析中的应用_0
PLAXIS在基坑变形数值分析中的应用摘要:基坑工程数值分析的一个关键问题是采用合适的土体本构模型。
0PLAXIS岩土工程有限元分析软件是用于解决岩土工程的变形、稳定性和地下水渗流等问题的通用有限元系列软件,其提供了摩尔-库仑(MC)、土体硬化(HS)、软土蠕变(SSC)等多种土体材料模型。
本文从工程实例出发,讨论了以PLAXIS进行基坑变形数值分析的参数计算思路、对比分析了MC和HS模型的计算结果,并与基坑监测结果进行比较,可为类似工程提供参考。
关键词:数值分析;MC模型;HS模型1工程概况上海某地铁车站基坑工程为二地铁线十字相交处,后建南北向车站被已建的东西向车站分隔为南北两个区域,地质条件复杂,道路管线多,交通流量大,周围建筑物密集。
本文对其拟建的北侧标准段区域进行分析,基坑南北长约65m、东西宽约25.2m~31.2m,基坑开挖深度约为24.0m,基坑保护等级定为一级。
1.1地质资料基坑范围内主要涉及①1、①2、②1、②3、④、⑤1-1、⑤1-2、⑥、⑦1-1、⑦1-2、⑦2、⑧1层土。
根据岩土勘察报告土层有关参数如下:表1土层特性参数表1.2水文资料本工程地下水主要有浅部土层中的潜水,及深部粉性土、砂土层中的承压水。
上海年平均水位埋深在0.5~0.7m,低水位埋深1.50m。
现场测得的地下水位埋深一般在1.15~1.25m之间。
1.3支护结构体系1.3.1围护结构围护结构采用1000mm厚地下连续墙,混凝土强度等级为水下C30。
标准段地下连续墙深42米,入土比为0.74。
据图3地质剖面图,地下墙墙趾插入⑦2层粉细砂中。
1.3.2支撑基坑采用钢支撑和混凝土支撑,标准段设9道支撑,第2、4和7道分别为800×1000、1000×1000和1200×1000混凝土支撑,其余均为Φ609×16钢支撑,第3、5道支撑有移撑。
1.3.3地基加固地基加固采用高压旋喷桩局部抽条加固,标准段加固范围为第六道钢支撑中心以下3米及坑底下3米,加固强度为qu≥1.2MPa。
有限元数值分析在基坑围护设计中的应用
有限元数值分析在基坑围护设计中的应用基坑是建筑物根基加固和水排放的重要设施,涉及土木工程、结构工程、海拔工程等多个领域。
随着经济的发展,基坑围护设计的工作越来越多,现代工程设计中必须充分考虑基坑围护的安全性、结构完整性和抗震性能,这些设计要求均需要有效的数值分析方法来验证。
有限元数值分析(FEA)是建筑物围护设计中重要的数值分析工具,它可以对弹性地基进行精确分析,以确定工程结构的抗震性能。
FEA可以通过有限元算法和非线性材料模型,模拟建筑物的力学性能,从服务性能的角度来评估围护结构的安全性。
基坑围护设计中,用FEA模拟分析不仅可以模拟基坑的填充物受结构荷载的变形情况,还可以准确求出填充物的应力和支撑体的变形。
这是常规设计方法所无法模拟的,因此FEA可以更快捷、更准确地实现基坑围护设计工作。
在基坑围护设计中,应用FEA主要有以下几种:首先,可以利用FEA模拟进行取水井、支撑体和填充物等基坑支撑系统的抗震性能分析;其次,可以使用FEA应用于支撑体的节点稳定性分析,分析模拟结果可以用来选择有效的支撑体位置并准确确定支撑体长度;最后,可以利用FEA进行基坑填充物的流体力学分析,以确定填充物内部的塑性变形性能。
在当今社会,基坑围护设计越来越受到重视,有限元数值分析作为工程设计的重要工具,受到了越来越多的关注。
通过FEA进行基坑围护设计,不仅可以有效地验证设计工作,还可以提高施工效率,从
而节约人力物力,提高安全性。
综上所述,有限元数值分析对基坑围护设计具有重要的意义,它可以更加准确、可靠地分析和提供基坑系统的抗震性能分析结果,并可以确定围护结构的安全性。
在未来,有限元数值分析在基坑围护设计中将更加普及,为项目建设提供更高水准的监测和设计保障。
有限元数值分析在深基坑开挖中的应用
西南公路1 前 言基坑支护工程是指为保护地下主体结构施工和基坑周边环境的安全,对基坑采用的永久性或临时性支挡结构、加固、保护与地下水控制的措施。
随着我国经济的发展,国内建筑物的层数和高[1]度都在不断的增加,建构筑物向上部高空发展的同时,地下空间的利用也成为一个重要方向,各种形式的地下商业街、地下车库、地铁车站得到迅速[2]发展,大型深基坑工程日益增多。
大型基坑工程建设的増多有力地推动了相关设[3-9]计、施工技术的进步。
同时由于工程规模的不断增大、工程地质条件的多样化及地质灾害的不确定性等也给基坑施工带来了更大的技术和安全风险,同时对基坑工程提出更高的技术与风险防范要求。
基坑开挖风险远大于其他安全隐患,而动态信息化施工的重要性也越来越大,数值分析可以很好地结合工程实际情况,指导基坑开挖施工,将基坑的动态施工信息与监测信息很好地结合并指导其整个施工过程。
2 工程概况与地质条件场地位于厦门市湖里区保税区内,象兴四路和屿北一路交叉口东北角地块,交通方便。
规划用地2总面积13339.98m ,设计总建筑面积约为43639.36 22m ,其中地上建筑约面积22680.00m ,地下建筑2(二层地下室)20959.36m 。
本建筑物设计室内地坪标高5.50m ,基础形式采用桩基础,结构形式为框架结构,工程重要等级为II 级。
本文研究的基坑场地地势平坦,场地地面标高约5.50~5.80m ,基坑周长约450m ,基坑坑底标高-5.65m ,基坑开挖深度为11.15~11.45m 。
本基坑场地等级和地基等级均为Ⅱ级。
基坑侧壁安全等级为一级。
勘察场区及周边地区没有发现活动性断裂通过,场地及附近无滑坡、崩塌、泥石流、岩溶塌陷、采空区、地裂缝等不良地质作用和地质灾害,属构造稳定地块。
拟建场地处地下水迳流区,场地地下水类型:主要为孔隙、网状裂隙潜水,赋存运移于场地上覆各土层孔隙及风化岩孔隙、网状裂隙中,其地下水主要接受大气降雨渗入补给和侧向地下水补给,稳定水位埋深为2.00~2.97m 。
基坑开挖变形预测和数值分析
基坑开挖变形预测和数值分析基坑开挖变形预测和数值分析基坑开挖是建筑施工中常见的一项重要工程,但由于土壤力学特性、地质条件以及周围建筑物的限制等诸多因素的影响,在基坑开挖过程中常容易导致土体变形和建筑物的损坏,因此基坑开挖变形预测和数值分析成为了一个备受关注的问题。
基坑开挖变形主要包括地表沉降、边坡变形、土体侧向位移和建筑物沉降等。
为了合理地预测和控制这些变形,工程师们通常会采用数值分析方法来模拟和预测基坑开挖过程中的变形情况。
基坑开挖变形的数值分析通常可以分为两个过程,即前分析和后分析。
前分析主要是通过确定开挖区域的土体属性和建筑物的载荷特征等参数,来预测基坑开挖前的土体和结构响应情况。
这一预测的准确性对于基坑开挖的稳定性和安全性具有重要意义。
后分析是在开挖过程中根据实际观测数据不断进行修正和更新,以实时调整施工方案并预测土体变形。
通过这两个过程的分析,可以提前预测和评估基坑开挖过程中的变形情况,以指导工程的安全施工。
在数值分析中,建立准确的数学模型是非常关键的。
基坑开挖涉及到多种力学问题,如土体的变形和破坏、地下水的渗流等。
为了模拟这些复杂的过程,常常需要采用各种数学模型和计算方法,如有限元法、有限差分法等。
基于这些数学模型,可以对基坑开挖过程中的土体变形进行预测和评估。
此外,开挖过程中的监测数据也是进行数值分析的重要依据。
通过现场监测设备采集到的各种参数和数据,可以对数值模型进行修正和校验,提高其预测精度。
监测数据的合理运用可以帮助工程师及时发现问题,采取适当的措施进行调整。
基坑开挖变形预测和数值分析的研究不仅对于开挖工程的安全施工具有重要意义,也为工程设计和施工提供了有力的支持。
在实际工程中,合理利用数值分析技术可以为基坑开挖过程中的变形预测提供科学依据,减少对周围建筑物的影响,并提高开挖工程的施工效率。
综上所述,基坑开挖变形预测和数值分析是建筑施工中的一项重要工作。
通过建立准确的数学模型和合理利用监测数据,可以对基坑开挖过程中的土体变形情况进行准确预测和评估。
数值分析在深基坑支护方案评价中的应用
11 2
数 值 分 析 在 深 基 坑 支 护 方 案 评 价 中 的应 用
杨 永 霞
( 中航勘察设计研究院 . 北京 10 9 ) 0 0 8
【 摘
要】 为了保证支护方案的可靠性, 较为真实地分析支护体系的应力和变形, 文中利用 FA L C程序对工
表1 岩土体参数表
13 L C数值模拟模 型的构造 . F A 选取基坑长边 中部 的垂直 断面作 为本次数 值模 拟的模
型, 基坑 的宽 度为 4 m, 坑深 度为 1 .m, 据 F A 0 基 50 根 L C模拟
的计算 影响范围要求 , 计算范围 方向取 为 10 取基坑 的 2 m( 宽度向左右各扩 展一倍长 度) Y方向为 4 m( , 8 取基 坑的深 度
程实例土钉支护的开挖过 程进 行了数值模拟分析 。结果表 明 , 土钉墙 能够有效抑 制土体变形发 展 , 选用 的支护 所
方案是经济可行 的。
【 关键词】 数值分析 ; 深基坑支护; 方案评价
【 中图分 类号 】 T 43 , U7
0 引 言 (080 — 11 0 0 — 8420)6 02 — 2 0
筋网为 @20 面层 的厚 度 为 0 1 弹性 模量 为 2 .G a 0, .m, 55 P , 惯性矩为 :33X1“m 。考 虑平 面应 变 的影 响 , 有关 参 8 . 0 2 将 数除 以土钉 排距 15 则 有 : .m, E=13 P , id=26 P , 3G a Y / e 0M a
=
法的优点并 克 服其 缺点 而形 成 的一 种新 型数值 计 算方 法 。 利用 F A L C程序不仅 可 以模拟 开挖支 护全过程 , 且还可 以 而 得到基坑边坡 土体 的位 移场 ( 括位 移等值线 ) 应力场 、 包 、 支 护结构的应力 以及特 征点 的位移发 展趋势 等系列 图形 。 目 前 ,L C有二维和三维两套 软件系统。 FA
基坑开挖引起周边地面沉降的数值分析
4 计 算等 效 结 点 荷 载 。 开 挖 等 效 荷 载 , 际 是 被 挖 去 的 ) 实 土体 通 过 开 挖 界 面 与余 下 土 体 之 问 的相 互 作 用 力。 挖 前 土 开
体 处 于 平 衡 状 态 . 挖 后 , 触 面 上 的 应 力 反 向作 用 于 开 挖 开 接
面 上 , 开挖 面成 为 应 力 自由 面 。 开挖 引起 的等 效 结 点 荷 载 使 可用 下 式 计 算 ( 点 力 向 上 为正 ) 结 :
下 水 对 坑 变 形 的影 响 上 仍 然 有 大 量 的 工 作 要 做 。本 文 则
{ }J} 盯 d 【 J I F = B] }+iN ‘ d , { v v
的 大 中城 市 , 层 、 高 层 建 筑层 山不 穷 , 之 而来 的深 基 坑 高 超 随 工 程 是越 来 越 多 。在 武 汉 、 上海 等 地 , 下 水 极 其 丰 富 , 大 地 绝 多 数 的基 坑 开 挖 就 面 临着 地 下 水 的影 响 】 而 考 虑 降水 弓 , 冈 1 起 基坑 周 丽地 面 的沉 降 这 一课 题 已 受 到越 来 越 多 的关 注 。
移 场 ) 题 , 可 以 求 无 “ 功 ” 念 的 场 ( 温 度 场 , 流 问 也 虚 概 如 渗 场) 问题 。 由 于 泛 函 对 于 广 大 的 工 程 技 术人 员 来 说 是 较 高
深 的 数 学理 论 , 在 那 些 有 “ 功 ” 念 的场 问 题 中 , 是 利 故 虚 概 都
嚣
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一
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一
三维数值分析技术在江花综合大楼基坑优化设计中的应用研究
栋 1 8层住 宅 楼 组 成 。6栋 拟 建 建 筑 物 在 平 面 布 局 上 组成类 似于 “ 四合院 ” 型, 拟设 置 2层 满铺 地 下室 , 基 础
应, 可 以很 好 地 实现 对 大型 深 基 坑 进 行 施 _ T - 全 过程 的模 拟 , 使 基坑 设 计 方案 更加 优 化 , 在保 证 基 坑 安 全 的前 提 下 , 取: 基坑 , 三 维数 值 分析 , 非线性有限元 , M o h r -C o u l o mb 模 型
采 用桩 撑方 案。
¥ 收稿 日期 : 2 0 1 3 —0 1 —1 0
基坑 数值分 析 时支 护 桩 、 锁 口梁 与 内支 撑 均采 用
线弹性模 型, 弹 性 模 量 E=2 7 0 0 0 MP a , 泊 松 比 =
作者简介 : 徐德馨( 1 9 8 1 一) , 男, 注册岩土工程 师, 主要从事岩土工程设计及研究] 作。
2 5
l 3
2 2 . 0
O . 3 5
粉 质粘 土互 层
拟建 场地 属长 江 冲积 I级 阶地 地 貌 形 态 , 工 程 开
挖 深度 大 , 周 边环 境 及地 质 条 件较 复 杂 , 工程 规模 大 ,
( 4—1 ) 粉 砂
l 8 . 8 0 O 2 0 3 5 . 8 0 . 2 8
1 8 . 4 3 1 7 1 O 8 5 O. 3 2
质粘 土 图1 基 坑 开 挖 到 坑 底 后 现场 照 片 ( 2— 3 ) 粘 土 ( 3 ) 粉土 、 粉砂 、
简析三维数值分析技术在大楼基坑优化设计中的运用
简析三维数值分析技术在大楼基坑优化设计中的运用本文以我市某大楼基坑开挖施工工程为例,运用三维数值分析技术模拟基坑开挖时土体应力、位移变化情况以及支护结构,对可选择的两种内支撑拆撑方案对比,从而分析三维数值分析技术在大楼基坑优化设计中的应用。
标签:三维数值分析技术土体应力支护结构基坑优化设计随着城市社会的日益扩张,城市地下建筑物成为一种趋势,以高层建筑物为例,其在建设过程中务必重视基坑开挖施工,大楼的基坑开挖工程在某种程度上会影响周边建筑物受力平衡状态,从而会产生一定的内力或变形的,这就要求大楼基坑开挖施工务必保证其安全性和可行性[1]。
1工程概况某大楼总用地面积3.01公顷,由2栋15层,1栋3层办公楼组成,基础埋置深度9.5m,基坑周长490m,面积13980m2,拟设置2层地下室,开挖深度为8.3m至9.5m,地下室平面为长方形。
2基坑开挖及选取计算参数根据基坑设计图纸,进行基坑开挖施工,此前,先建立基坑三维模型,制定基坑分区分步开挖计划。
基坑支护锁口梁宽为1.2m,高为0.7m,采用c30混凝土进行浇筑;支护桩采用钻孔灌注桩,桩径为0.85m,桩长14m至16m,桩间距1.2m,采用c30混凝土进行浇筑。
基坑的底板采用c30混凝土浇筑,底板和排桩之间采用c15素混凝土浇筑充填,厚度等同于底板。
除此之外,内支撑以及型钢尺寸完全遵照设计报告进行设置。
采用三维数值分析技术分析基坑开挖数值时,锁口梁、支护桩以及内支撑采用线弹性模型,其弹性模量E为27000MPa,泊松比v为0.2[2],锁口梁、桩和内支撑采用三维梁结构模拟,底板则采用壳进行模拟,其弹性模量是c30混凝土70%,型钢斜支撑采用A3型钢,其弹性模量是 2.0×105MPa,土体本构采用Mohr-Coulomb弹塑性模型,土体单元则采用三维8节点减缩单元。
根据上述约束条件可以得到基坑土体力学参数。
3分析计算结果基坑开挖模拟计算顺序依次为:①支护桩、粉喷桩施工至既定深度;②由基坑开挖边线1:0.6的坡比向基坑内部开挖,深度为4.0m;③开挖宽4.0m的卸荷平台,施工内支撑、锁口梁;④垂直开挖6m至基坑坑底,进行竖向H型钢斜支撑和基坑底板;⑤待基坑底板混凝土为70%强度之后,分片拆除内支撑[3]。
基坑单独开挖的数值分析
山 西 建 筑
S HANXI ARC HI T E CT U RE
Vo 1 . 3 9 No.1 8
J u n . 2 0 1 3
・69 ・
文章编号 : 1 0 0 9 — 6 8 2 5 ( 2 0 1 3 ) 1 8 — 0 0 6 9 — 0 2
1号桩位于振邦大厦左侧 , 长度 为 2 0 m, 2号桩位 于振 邦大厦 右侧 , 长度 为 2 0 m( 见图 1 ) 。
3 振 邦大 厦基 坑单 独 开挖 的工序
1 ) 加桩, 当开挖 至标 高(一1 . 3 0 0 m) 时, 设置 1 m高 砖砌挡 土
墙, 然后继续开挖 至第 一道支 撑 的标 高处 (一2 . 3 0 0 m) 。模 型左
程案例 , 模拟 了基坑 单独 开挖下 的 5种 工况 , 为今 后工 程实 践提 供理论依据 。
图 2 基坑模型
1 工程概 况
振邦大厦所在位 置东侧 是学 士路 , 南侧 是 鄞州 科技 局 中心 , 北侧是规划 惠风东路 , 西侧是 同期建设 的利时金 融大 厦基坑 。基 坑支护工程全 部采用桩基础 J , 工程桩 均为钻孔灌 注桩 。基坑开 挖面积 3 4 0 0 m 左右 , 支护结构 总延长米约 2 4 0 m; 基坑周 圈计算
带(一 4 . 9 0 0 m) ; l o ) 拆除第一道 的支撑 。 五步工况所对应 的工序 为 :
1 ) 第 一步开挖 : 工序 1 ; 2 ) 第 二步 开挖 : 工序 2~工序 3 ; 3 ) 第 三步开挖 : 工序 4~工序 5 ; 4 ) 底板换撑 : 工序 6~工序 8 ; 5 ) 楼板换
数值分析在地质勘探中的应用研究
数值分析在地质勘探中的应用研究地质勘探是指通过各种技术手段对地下构造、地质构造和地层特征等进行系统观测、测量和分析,以获取有关地质情况的数据,为矿产资源的勘探、储量估算和地质灾害预测等提供依据。
近年来,随着科技的不断发展,数值分析作为一种有效而且经济的工具被广泛应用于地质勘探领域。
本文将探讨数值分析在地质勘探中的应用研究。
一、地质模拟数值分析在地质勘探中的一个重要应用是地质模拟。
地质模拟是指利用计算机技术对地质过程进行数值模拟和数值模型的建立。
通过地质模拟,可以模拟出地质体的复杂结构和地质过程的演化规律,为地质勘探提供定量分析的工具。
地质模拟可以用于模拟矿床的形成过程、地下水的流动和污染传播、地震的发生机制等。
通过数值模拟,可以有效地预测矿床的分布、地下水资源的利用和保护、地震的震源机制等,为地质勘探提供重要的科学依据。
二、地壳形变分析数值分析还可以应用于地壳形变的分析。
地壳形变是指地球表面由于地质构造运动和地震活动而引起的形变过程。
通过数值分析,可以对地壳的形变过程进行模拟和分析,进而预测地震灾害的潜在风险。
地壳形变分析可以通过模拟地殼的变形过程,来预测地震活动的区域和时间。
同时,还可以通过数值模拟,为灾害预防和抗震设计提供重要的依据,减轻地震对社会经济的危害。
三、地球物理勘探数值分析在地质勘探中的另一个应用是地球物理勘探。
地球物理勘探是指通过测量和分析地球的物理场,以获取地下构造和矿产资源的信息。
通过数值分析,可以对地球物理场进行模拟和分析,提取出有关地下构造和矿产资源的信息。
地球物理勘探中的数值分析主要包括重力测量、地磁测量、地电测量和地震勘探等。
通过数值模拟,可以对地球物理勘探数据进行解释和分析,提高勘探效果,减少勘探风险,为矿产资源的勘探和开发提供支持。
四、地质灾害预测数值分析在地质勘探中还可应用于地质灾害预测。
地质灾害是指由于地质因素导致的自然灾害,如山体滑坡、地震、泥石流等。
通过数值分析,可以对地质灾害的发生机制和过程进行模拟和分析,以预测地质灾害的潜在风险。
211133642_基坑工程地质数值分析及支护方案研究
土木与建筑工基坑工程地质数值分析及支护方案研究刘萍(中铁水利水电规划设计集团有限公司江西南昌330029)摘 要:本文以某大厦项目深基坑工程为背景,在原有的锚索支护基础上,依据该工程地质条件特征,进行了验证性的基坑支护方案变更,运用ABAQUS有限元软件建立三维模型,同时考虑车辆荷载乘以冲击系数转化为静载时的影响,对围护墙的拉锚支撑方案局部变更后进行结构的受力变形分析,并与实测数据对比,分析结果均满足受力变形要求,验证了该类地质条件较好,可以适当地减少锚索的数量,具有可行性。
关键词:A BAQUS工程地质基坑数值分析支护方案中图分类号:T U753文献标识码:A文章编号:1674-098X(2022)10(c)-0157-04 Numerical Analysis of Foundation Pit Engineering Geologyand Research on Support SchemeLIU Ping( China Railway Water Resources and Hydropower Planning and Design Group Co., Ltd., Nanchang,Jiangxi Province, 330029 China )Abstract: In this paper, taking the deep foundation pit engineering of a building project as the background, based on the original anchor cable support, according to the characteristics of the geological conditions of the project, a verification change of foundation pit support scheme is carried out. The ABAQUS finite element software is used to establish a three-dimensional model. At the same time, considering the impact when the vehicle load is multiplied by the impact coefficient and converted into static load, the stress deformation analysis of the structure is carried out after the local change of the retaining wall's anchor support scheme. Compared with the measured data, the analysis results meet the stress deformation requirements, which verifies that this kind of geological conditions are good, and it is feasible to reduce the number of anchor cables appropriately.Key Words: ABAQUS; Engineering geology; Foundation pit; Numerical analysis; Support scheme随着高层建筑数量和高度的不断增加,以及对地下交通的需求增长,基础施工难度加大,基础施工过程中基坑稳定性频繁且复杂[1]。
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40m
Φ600mm@1800mm 钻孔桩道支撑、回填
7
• 基坑工程数值分析则是利用有限元、有限 差分等方法在模拟复杂材料、复杂边界条 件方面的强大能力,对基坑施工的全过程 进行分析,得到基坑土体及结构的变形和 受力情况,为基坑工程设计和施工服务。
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8
2 本构模型
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9
2.1 土体模型的选择
直接取为Es(地勘报告给出)
取为3~10倍参考割线模量,一般为3倍 软土取1,砂土和粉土取0.5左右 砂土0.12~0.17,黏性土0.15~0.2 一般取为100kPa(与压缩模量对应的应力区间有关) 一般取为1-sinφ’ 一般取为0.9
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修正剑桥模型(MCC)参数的选取
参数名称 临界状态斜 率M 基坑工程中的选值方法
泊松比υ 压缩参数λ
回弹参数κ 超固结比 OCR 初始孔隙比 e0
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查工程地质手册
查地勘报告 查地勘报告
16
2.2 支护结构单元模型的选取
• 连续墙用板单元模拟 • 排桩可等效为连续墙(按EI等效),用板 单元模拟
• 内支撑采用杆单元或梁单元模拟 • 锚杆采用杆单元模拟
查工程地质手册,一般变化不大 查地勘报告 查地勘报告 查地勘报告
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13
D-P模型参数的选取
参数名称 模量Es 泊松比u 粘聚力d 基坑分析中的选值方法 1)取为压缩模量Es的3~10倍,一般取3倍;2)按深度增加 可查工程地质手册,一般变化不大 根据地勘报告给出的c和φ换算 二维模型 ;三维模型
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2
1 基坑施工过程简述
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3
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4
以某地铁车站基坑为例
平整场地、施作围护结构
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随开挖施作支撑,直至基底
5
施作底板结构
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拆除第3道支撑,施作中板结构
6
拆除第2道支撑、施作顶板结构
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10
线弹性vs摩尔-库伦模型
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11
摩尔-库伦模型vs硬化土模型
比较合理的沉降曲线
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摩尔-库伦模型(MC)参数的选取
参数名称 模量Es 基坑分析中的选值方法 1)取为压缩模量Es的3~10倍;2)按深度增加
泊松比u 粘聚力c 内摩擦角φ 重度γ
数值分析在基坑工程中的应用
——PLAXIS/ABAQUS
报告人:冯君(fengjun4316@) 编委会:陶志平 朱明 张俊云 杨涛 周立荣 冯君 崔凯 魏星
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1
报告提纲
•1 •2 •3 •4 •5 •6 基坑施工过程简述 本构模型 边界条件 结果整理 操作实例1-PLAXIS 操作实例2-ABAQUS
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40m
Φ600mm@1800mm 钻孔桩
3.5m
6m
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5 操作实例2-ABAQUS
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24
算例2的一些相关参数
50m 填土 20m 50m
粉质粘土
14.6m
10m
Φ609*12mm钢管 撑,横向间距4m
• 使用修正剑桥模型(MCC) • 工况包括7步:初始地应力->设桩->下挖1m->加第 1道撑->下挖7m->加第2道撑->下挖10m
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3 边界条件
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18
• 几何边界要足够 大,以消除边界 影响,必要时可 通过敏感性分析 确定 • 尽量利用对称性 • 注意对称面上边 界条件的设置
二维 模型
三维 模型
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4 结果整理
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• 给出各工况的基坑水平、竖向位移云图等 • 绘制围护结构的侧向位移、地表沉降及弯 矩、剪力曲线图(使用Origin或Excel) • 如有条件,将计算结果同实测结果对比
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5 操作实例1-PLAXIS
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算例1的一些相关参数
50m 填土 20m 50m
粉质粘土
14.6m
10m
Φ609*12mm钢管 撑,横向间距4m
• 使用硬化土模型(HS) • 工况包括7步:初始地应力->设桩->下挖1m->加第 1道撑->下挖7m->加第2道撑->下挖10m
根据地勘报告给出的c和φ换算
内摩擦角β 重度γ 二维模型 查地勘报告 ;三维模型
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硬化土模型(HS)参数的选取
参数名称 重度 粘聚力c 内摩擦角φ 膨胀角 参考割线模量 E50 参考压缩模量 参考卸荷模量 Eur 幂指数m 卸载泊松比 参考压力pref 静止侧压力系 数K0 破坏比Rf 基坑工程中的取值方法 查地勘报告 查地勘报告 查地勘报告 软土取为0,砂土取 φ -30O 取1~2倍压缩模量Es(地勘报告给出),一般为1倍