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考虑空间效应的软土隧道上方卸荷变形分析

岩土力学 2020年第7期41卷 2453-2460页

作者：姚宏波李冰河童磊刘兴旺陈卫林浙江省建筑设计研究院浙江杭州310006

隧道上方基坑的空间效应对隧道变形存在较大影响,提出了一个新的可以考虑空间尺寸效应影响的卸荷比模型,该模型能综合考虑上方基坑深度、宽度和基坑沿隧道纵向长度的影响。通过三维有限元数值分析法和实测分析法,研究了上方基坑空间效... 详细信息

隧道上方基坑的空间效应对隧道变形存在较大影响,提出了一个新的可以考虑空间尺寸效应影响的卸荷比模型,该模型能综合考虑上方基坑深度、宽度和基坑沿隧道纵向长度的影响。通过三维有限元数值分析法和实测分析法,研究了上方基坑空间效应对隧道变形的影响。数值分析和监测数据表明,盾构隧道变形主要是由盾构隧道上方主要覆土区内的外部施工作业引起,主要覆土区之外基坑施工作业对隧道最大隆起量的影响较小,主要覆土区内隧道最大隆起量与提出的卸荷比近似呈线性关系。软土地区的隧道上方基坑工程可通过控制卸荷比来控制隧道的竖向变形。

关键词：地铁隧道隆起变形上方基坑卸荷比空间效应软土

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地基回弹变形计算若干问题探讨

土木工程学报 2020年第8期53卷 108-115页

作者：王曙光李钦锐李建民中国建筑科学研究院有限公司北京100013 住房和城乡建设部防灾研究中心北京100013

《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)规定采用分层总和法计算地基回弹变形,并给出计算公式。回弹模量的选取和回弹变形计算深度的确定直接影响到计算精度,但是实际应用时很难准确得到计算需要的回弹模量和回弹变形计算深度。通过... 详细信息

《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)规定采用分层总和法计算地基回弹变形,并给出计算公式。回弹模量的选取和回弹变形计算深度的确定直接影响到计算精度,但是实际应用时很难准确得到计算需要的回弹模量和回弹变形计算深度。通过对不同地区、不同土性的土样的回弹试验结果进行分析发现:土在完全卸荷时的回弹模量Ec0与初始卸荷应力p近似呈线性关系;不同初始卸荷应力下,土的Ec/Ec0-R曲线可以采用对数曲线进行拟合。根据这些规律,提出回弹模量确定方法,按照该方法可得到同一土层不同初始卸荷应力p、不同卸荷比R对应的回弹模量Ec,并对土的回弹试验方法和数量提出建议。此方法解决了采用地基规范方法计算回弹变形时的回弹模量取值的问题。回弹变形计算深度的确定可以采用地基规范规定的应变比方法。对于基底以下土层较均匀时,提出可采用应力比的方法确定回弹变形计算深度,采用卸荷比R为0.4作为确定回弹变形计算深度的标准,提出均质土地基回弹变形计算深度系数表。通过算例证明:对于均质土地基,采用该方法确定的地基回弹变形计算深度与应变比方法得到的计算深度基本一致。

关键词：回弹变形回弹模量变形计算深度卸荷比

基于载荷试验的土体回弹再压缩变形规律及计算方法

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岩土力学 2018年第S1期39卷 113-121页

作者：李建民滕延京中国建筑科学研究院地基基础研究所北京100013

载荷试验成果多用于判断土的变形特性和求得土的变形模量、极限荷载等数据。借助卸荷比、回弹比率、再加荷比、再压缩比率等参数对载荷试验成果中的卸荷及再压缩段的变形特征进行分析,发现其发展变化规律与由固结压缩试验得到的规律一致... 详细信息

载荷试验成果多用于判断土的变形特性和求得土的变形模量、极限荷载等数据。借助卸荷比、回弹比率、再加荷比、再压缩比率等参数对载荷试验成果中的卸荷及再压缩段的变形特征进行分析,发现其发展变化规律与由固结压缩试验得到的规律一致,载荷试验的特点又恰好弥补了固结压缩试验的一些不足,将其成果应用于回弹再压缩变形的计算中是一种有益的探索性研究。结合工程实例,在固结压缩试验数据处理方法的基础上进行合理改进,将载荷试验成果应用于基坑开挖回弹变形与再压缩沉降的计算,计算结果与原有方法的计算结果、工程实测数据对比分析,验证了该种方法的有效性。现有载荷试验数据也有着明显的不足之处,结合变形计算需要,对载荷试验的试验方法提出了改进性意见,为进一步的研究指出了方向。

关键词：载荷试验卸荷比回弹比率再加荷比再压缩比率回弹变形再压缩变形

非线性连续卸荷路径下黄土的强度与变形特性研究

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重庆大学学报 2021年第5期44卷 26-37页

作者：伏映鹏廖红建刘雪刚李瑶张继文西安交通大学人居环境与建筑工程学院西安710049 机械工业勘察设计研究院有限公司西安710043

竖向卸荷状态下黄土的强度与变形特性对挖方区边坡失稳研究有重要的理论意义,从工程应用角度出发基于伯努利方程改进了室内直剪仪,即利用水箱代替砝码进行加、卸载,研究了非线性连续卸荷路径下黄土的强度与变形特性。研究发现:非线性连... 详细信息

竖向卸荷状态下黄土的强度与变形特性对挖方区边坡失稳研究有重要的理论意义,从工程应用角度出发基于伯努利方程改进了室内直剪仪,即利用水箱代替砝码进行加、卸载,研究了非线性连续卸荷路径下黄土的强度与变形特性。研究发现:非线性连续卸荷路径下土体剪应力-位移曲线与未卸荷状态不同,具体表现在非线性连续卸荷过程中剪应力不仅与剪切位移有关也与卸荷比(R)有关;剪应力(τ)剪切位移(δ)空间中,同一初始固结压力下,试样在卸荷比(R)较小时剪应力-剪切位移曲线与未卸荷时基本重合,当卸荷比(R)增大到一定值后,剪应力-剪切位移曲线出现软化现象,且卸荷速率越大,软化越明显;同时非线性连续卸荷工况下,抗剪强度与初始固结压力有关,随着初始固结压力的增加,卸荷引起的超固结效应明显增强;基于Mohr-Coulumb强度准则,采用指数衰减的数学模型可以较好描述非线性连续卸荷过程中强度参数的演化规律。

关键词：非线性挖方边坡连续卸荷卸荷比直剪试验强度参数

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基坑开挖暴露长度对下卧地铁隧道隆起的影响

基坑开挖暴露长度对下卧地铁隧道隆起的影响

作者：李政权天津城建大学

学位级别：硕士

随着城市化进程的加快及地下空间的广泛开发,城市地铁线路的建设也在逐步完善,与此同时,新建工程位于地铁隧道上方的情况时有发生,并对隧道的安全性产生影响,因此进行基坑开挖对下卧隧道隆起的影响研究具有重要价值,本文先统计了工程案... 详细信息

随着城市化进程的加快及地下空间的广泛开发,城市地铁线路的建设也在逐步完善,与此同时,新建工程位于地铁隧道上方的情况时有发生,并对隧道的安全性产生影响,因此进行基坑开挖对下卧隧道隆起的影响研究具有重要价值,本文先统计了工程案例,初步分析了影响隧道隆起的因素,并使用FLAC数值计算软件建立三维模型,对基坑开挖引起下卧地铁隧道隆起的问题进行了研究,从数值计算结果中得到了隧道隆起量、横截面变形和弯曲应变的变化规律,并进一步分析了基坑开挖暴露长度、基坑深度和卸荷比对隧道隆起的影响,主要研究内容和结论如下:(1)介绍了基坑开挖引起的下卧隧道变形机理,统计了实测数据,对影响隧道隆起的因素进行了初步分析,并探讨控制隧道隆起的常见措施。(2)建立三维数值计算模型,对标准模型中基坑开挖引起的隧道隆起、纵向弯曲应变、横截面变形、横向弯曲应变等进行分析。结果表明,隧道隆起、横截面变形、横向弯曲应变、纵向弯曲应变均在基坑中心处最大,位于基坑中心处的隧道衬砌拱顶受到横向最大拉应变和纵向最大拉应变。(3)侧重分析了基坑最大挖深为6 m、8 m和10 m时,基坑开挖暴露长度对下卧隧道隆起和纵向弯曲应变的影响。结果表明,随开挖长度的增加,隧道最大隆起量在增大,当挖深为8 m和10 m时,最大隆起量在开挖长度大于9倍深度后几乎不再增加,然而在挖深为6 m时,隧道最大隆起量仍在增加。在挖深为6 m和8 m时,基坑中心处隧道拱顶纵向弯曲拉应变随开挖长度的增加先增大(L/h=3.5时最大)后减小,挖深为10 m时,随开挖长度的增大而减小。(4)分别使隧顶埋深保持不变,隧顶距坑底距离保持不变,卸荷比保持不变,研究每种情况下基坑挖深对下卧隧道隆起、纵向弯曲应变的影响。结果表明,隧道最大隆起量随基坑挖深的增加而增大;在保持隧顶埋深不变和隧顶距坑底距离不变时,纵向最大弯曲应变随基坑挖深的增加而增大,在保持卸荷比不变时,纵向最大弯曲应变随挖深的变化主要受卸荷比大小的影响。(5)分析了在基坑最大挖深为6 m、8 m和10 m时,卸荷比对隧道隆起和纵向弯曲应变的影响。结果表明,隧道最大隆起量随卸荷比的增大而增大,增长速率逐渐减小,基坑中心处隧道纵向弯曲应变随卸荷比的增加呈线性变化。

关键词：基坑开挖暴露长度下卧隧道隆起卸荷比数值模拟

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增层开挖对既有建筑物桩基承载刚度影响分析

岩石力学与工程学报 2014年第8期33卷 1526-1535页

作者：伍程杰龚晓南房凯俞峰张乾青浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 山东科技大学资源与环境工程学院山东青岛266590 浙江理工大学建筑工程学院浙江杭州310018 山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061

既有建筑地下增层开挖,会引起原桩–土体系加载刚度改变,从而影响桩基在增层改造后的承载性能。基于单桩模型,应用Mindlin附加应力解考虑开挖引起的竖向有效应力变化,分别计算开挖前后桩侧和桩端极限阻力。在建立桩侧和桩端双曲线型荷... 详细信息

既有建筑地下增层开挖,会引起原桩–土体系加载刚度改变,从而影响桩基在增层改造后的承载性能。基于单桩模型,应用Mindlin附加应力解考虑开挖引起的竖向有效应力变化,分别计算开挖前后桩侧和桩端极限阻力。在建立桩侧和桩端双曲线型荷载传递函数基础上,针对某工程案例,分析开挖前后桩侧和桩端刚度以及桩顶荷载–位移曲线变化情况、讨论承载力降低系数随沉降控制值的变化规律以及初始刚度降低系数和极限阻力降低系数随开挖深度和卸荷比的变化规律。结果显示,随增层开挖深度增加,初始刚度和极限阻力降低系数均减小,土层离开挖面越近,其值越小;随卸荷比增加,初始刚度和极限阻力降低系数均减小,土层强度越低,其值越小;开挖深度一定时,桩侧初始刚度和极限阻力降低系数小于桩端,且初始刚度降低系数小于极限阻力降低系数;承载力降低系数随沉降控制值增大而增大,并趋于稳定。

关键词：桩基础既有建筑开挖刚度曲线初始刚度极限阻力卸荷比

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土层回弹变形特性及回弹潜力试验研究

高校地质学报 2019年第4期25卷 495-501页

作者：吴静红程刚施斌顾凯蒋娜苏州科技大学土木工程学院苏州215011 华北科技学院计算机学院北京101601 南京大学地球科学与工程学院南京210023

对土层的回弹变形效应进行研究有助于科学实施地下水回灌、管理地下水资源及预测地面沉降。文章通过大量室内压缩回弹试验,研究了土层回弹影响因素及回弹变形特性。试验结果表明:土层的最终回弹量受土样性质、最大固结压力、固结时间以... 详细信息

对土层的回弹变形效应进行研究有助于科学实施地下水回灌、管理地下水资源及预测地面沉降。文章通过大量室内压缩回弹试验,研究了土层回弹影响因素及回弹变形特性。试验结果表明:土层的最终回弹量受土样性质、最大固结压力、固结时间以及卸荷比等因素影响;相同固结回弹条件下,土层黏粒含量越高,回弹量越大;对于同一种土,固结时间越短,卸荷压力越大,回弹量越大;当卸荷比小于0.5时,固结压力对土层回弹量影响不明显,随着卸荷比的增大,同一种土样所受固结压力越大,土样回弹率也越大,而当卸荷比大于0.9时,回弹率迅速增大。当土层类型及固结压力确定时,土层最大回弹率和固结压力大致呈线性关系,可用于土层最大回弹率的预测。

关键词：回弹变形固结时间固结压力卸荷比回弹率

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深基坑坑底地基的回弹应力与回弹变形

土木工程学报 2012年第4期45卷 134-138页

作者：楼晓明李德宁刘建航同济大学上海200092 上海申通地铁公司上海200031

某长条形地铁车站深基坑,基坑开挖深度15m,通过设置数个分层回弹磁环,测得回弹变形沿坑底深度方向的分布规律;通过固结回弹试验建立回弹模量与卸荷比关系,得到回弹模量沿坑底深度方向的分布规律;结合以上两种成果,并考虑坑底土承受侧向... 详细信息

某长条形地铁车站深基坑,基坑开挖深度15m,通过设置数个分层回弹磁环,测得回弹变形沿坑底深度方向的分布规律;通过固结回弹试验建立回弹模量与卸荷比关系,得到回弹模量沿坑底深度方向的分布规律;结合以上两种成果,并考虑坑底土承受侧向净土压力的伸长作用,得到回弹应力沿深度方向的分布规律:作用在坑底的反向荷载相当于挖去土的自重,因受坑底土有效自重应力的抵消作用,回弹应力沿深度方向呈线性衰减,坑底土的"残余应力"可以认为就是坑底回弹影响范围内的有效自重应力。用上述确定回弹应力的方法计算另一个新近案例的回弹变形,与实测结果比较接近。

关键词：回弹应力残余应力回弹模量回弹变形卸荷比

软土基坑卸荷对下卧既有隧道纵向变形影响研究综述

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水利与建筑工程学报 2022年第3期20卷 95-101页

作者：程康中铁十一局集团有限公司湖北武汉430061

为全面了解软土基坑开挖对既有隧道纵向变形的影响,掌握既有隧道在基坑近接施工下的纵向变形响应特征以减少开挖对邻近既有隧道的影响。文章从理论研究、数值模拟以及实测分析等3个方面对国内外相关研究进行了总结,同时提出了基坑开挖... 详细信息

为全面了解软土基坑开挖对既有隧道纵向变形的影响,掌握既有隧道在基坑近接施工下的纵向变形响应特征以减少开挖对邻近既有隧道的影响。文章从理论研究、数值模拟以及实测分析等3个方面对国内外相关研究进行了总结,同时提出了基坑开挖对下卧隧道最大位移影响范围的实用边界模型,之后给出了有待下一阶段进一步研究的方向。主要结论如下:现有的分析方法都依赖于隧道处于假设状态的初始条件,未考虑隧道的已有“损伤”;数值模拟结果的合理性很大程度上依赖于所选择的本构模型与参数取值,更加适用于复杂应力条件的本构模型将是未来研究的重点;卸荷比对下卧既有隧道的影响明显,在软土地区的隧道上方进行基坑开挖,可通过调整卸荷比来减小对下卧隧道的扰动。随着基坑卸荷比的研究从“一维”逐步深入到“三维”,基于卸荷比的基坑开挖对隧道位移影响的预测准确度更高。

关键词：软土基坑近接施工既有隧道纵向变形卸荷比