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基于Mindlin解的基坑分层卸荷附加应力计算及回弹变形的多因素影响分析

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岩土力学 2020年第7期41卷 2432-2440页

作者：童星袁静姜叶翔刘兴旺李瑛浙江省建筑设计研究院浙江杭州310006 杭州市地铁集团有限责任公司浙江杭州310020

基于Mindlin应力解提出分层开挖条件下深大基坑底部土体卸荷附加应力计算方法,并在分层总和法计算回弹变形时考虑了基坑开挖过程中土体回弹模量与附加应力的非线性关系。计算结果表明:受分层卸荷作用深度的影响,大部分深度范围内分层开... 详细信息

基于Mindlin应力解提出分层开挖条件下深大基坑底部土体卸荷附加应力计算方法,并在分层总和法计算回弹变形时考虑了基坑开挖过程中土体回弹模量与附加应力的非线性关系。计算结果表明:受分层卸荷作用深度的影响,大部分深度范围内分层开挖下土体卸荷附加应力小于一次性开挖,且在坑底以下3倍基坑深度范围内两者差值较为明显;基坑面积相同时,长条形基坑坑底卸荷附加应力小于正方形基坑;该方法结合当层法后可用于分析坑底加固对土体卸荷附加应力及回弹变形的影响,即随着加固体回弹模量或厚度增大,卸荷附加应力与回弹变形均减小,且回弹变形减小的幅度也相应递减。通过对杭州火车东站西广场项目的分析,验证了该方法的合理性,并基于参数分析提出了加固体回弹模量与厚度的等效设计方法,对实际工程具有指导意义。

关键词：基坑卸荷附加应力回弹变形加固回弹模量

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非对称卸荷条件下逆作地下结构回弹变形特征

地下空间与工程学报 2022年第S02期18卷 822-828页

作者：王少康姚爱军孟啸李彦霖孙浩然北京工业大学城市建设学部北京100124 中铁建设集团有限公司北京100049

依托北京城市副中心站综合交通枢纽工程01标段超大深基坑,结合工程设计方案及场地的地质条件,对站房核心区部分建立三维有限元数值模型,研究了基坑在非对称卸荷开挖条件下,逆作“凹”字型底板的位移和应力分布规律,并根据开挖卸荷特征,... 详细信息

依托北京城市副中心站综合交通枢纽工程01标段超大深基坑,结合工程设计方案及场地的地质条件,对站房核心区部分建立三维有限元数值模型,研究了基坑在非对称卸荷开挖条件下,逆作“凹”字型底板的位移和应力分布规律,并根据开挖卸荷特征,提出有针对性的开挖方案和控制措施。结果表明:B1层底板在法向方向的位移以向上为主,回弹变形在南北方向上呈现类似“驼峰”的形态,在除去中空洞口的东西方向上呈现出一种反转的“对勾”形态;B1层底板在南北方向的水平位移是由两端指向基坑内部,位移为零的位置大致在底板的中部;应力较大的区域集中在柱子与底板相接的位置;对比分析得出按照整体由西向东推进,中间优先,两侧同步跟进的方式开挖,对B1层底板造成的影响最小。

关键词：非对称卸荷逆作地下结构回弹变形数值模拟

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合肥膨胀土轴向卸荷回弹变形的试验研究

地下空间与工程学报 2022年第5期18卷 1556-1564页

作者：侯晓亮谭晓慧合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009

为研究轴向卸荷路径下的土体回弹变形特性以及初始含水率和蒙脱石粉含量等指标的影响,以合肥膨胀土为研究对象,开展了一系列的室内一维压缩回弹试验。试验结果表明:卸荷时合肥膨胀土样的e-p曲线具有明显的先缓后陡特征;每级卸荷量越大,... 详细信息

为研究轴向卸荷路径下的土体回弹变形特性以及初始含水率和蒙脱石粉含量等指标的影响,以合肥膨胀土为研究对象,开展了一系列的室内一维压缩回弹试验。试验结果表明:卸荷时合肥膨胀土样的e-p曲线具有明显的先缓后陡特征;每级卸荷量越大,膨胀土产生的回弹变形量也就越大;与其他土质相比,合肥膨胀土的一维压缩回弹变形偏低;最大轴向荷载、卸荷比等指标与回弹变形指标之间具有良好的拟合函数关系;相同卸荷比条件下,试样回弹变形量随初始含水率增高而相应增大;当初始含水率较低时,试样的非饱和吸力会抑制土样的回弹变形;蒙脱石粉含量与试样的一维压缩回弹变形之间具有很好的正相关性。这表明膨胀土的胀缩性会影响到膨胀土基坑坑底土体产生的回弹变形量。

关键词：回弹变形卸荷膨胀土基坑

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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

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工程桩对基坑回弹变形影响的数值模拟分析

岩土工程学报 2021年第S2期43卷 11-14页

作者：张翔刘松玉吴恺蔡国军鲁泰山东南大学岩土工程研究所江苏省城市地下工程与环境安全重点实验室

基坑开挖过程中的卸荷作用,会导致基坑坑底产生回弹变形,而工程桩的存在对基坑回弹变形的影响不可忽视。利用有限元软件PLAXIS 3D,以某长大隧道工程为依托,通过模拟不同工况的计算,研究坑内工程桩对基坑回弹变形的影响规律。结果表明,... 详细信息

基坑开挖过程中的卸荷作用,会导致基坑坑底产生回弹变形,而工程桩的存在对基坑回弹变形的影响不可忽视。利用有限元软件PLAXIS 3D,以某长大隧道工程为依托,通过模拟不同工况的计算,研究坑内工程桩对基坑回弹变形的影响规律。结果表明,坑底工程桩的桩长、桩径、桩刚度在一定范围内对基坑回弹变形有着非常显著的影响,而超过一定范围后影响并不明显,因此合理选取工程桩参数可以实现对基坑回弹变形的有效控制。

关键词：基坑开挖工程桩回弹变形数值模拟

浅埋煤层群开采房采煤柱回弹变形失稳机理研究

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浅埋煤层群开采房采煤柱回弹变形失稳机理研究

作者：余丹中国矿业大学

学位级别：硕士

上世纪80-90年代,我国西部煤层开采多以房柱式开采为主,遗留了大量的房式采空区。为了探究在下煤层开采过程中上覆房采煤柱的稳定性问题,对山西朔州元宝湾矿6107工作面开采过程全程跟踪,深入研究上覆房采煤柱在采动影响下的煤柱变形失... 详细信息

上世纪80-90年代,我国西部煤层开采多以房柱式开采为主,遗留了大量的房式采空区。为了探究在下煤层开采过程中上覆房采煤柱的稳定性问题,对山西朔州元宝湾矿6107工作面开采过程全程跟踪,深入研究上覆房采煤柱在采动影响下的煤柱变形失稳问题。根据6107工作面覆岩及地表运动沉陷监测结果,覆岩剧烈沉降前岩移测点出现短暂上升现象。针对这一现象,本文采用覆岩运移监测、结构力学理论分析、相似模拟实验、PFC数值模拟等方法,研究了浅埋煤层群上覆房采煤柱在采动影响下煤柱回弹变形失稳机理,揭示了覆岩运动特征及煤柱群失稳过程中支承应力变化规律。在元宝湾6107工作面进行了岩移监测,结果表明,三个测点在覆岩剧烈沉降之前,产生了短暂的整体抬升,各测点位移抬升量随着测点埋深增大依次减小。以此推断出,从6煤顶板处产生断裂面开始,4煤煤柱回弹变形量、3煤煤柱回弹变形量依次叠加,导致了测点的回弹量按照埋深从大到小顺序依次叠加。进而运用结构力学超静定理论,通过简化模型来定量分析工作面前方煤柱群回弹变形量数值。通过研究发现,位于工作面前方距离最近的煤柱,受采动影响回弹最为剧烈,回弹数值明显高于其他煤柱,高出距离工作面更远处煤柱回弹量一个数量级。深入挖掘元宝湾覆岩岩移监测数据蕴含信息,发现了测点位移抬升后迅速产生剧烈下沉现象。通过设计相似模拟实验,反演近距离煤层群房采煤柱失稳全过程,探究位移剧烈下沉的产生原因。实验结果表明:下煤层开采过程中的采动影响是导致工作面前方覆岩块体垮落失稳的主要原因;但工作面前方覆岩块体受围岩大结构影响仍具有一定的稳定性,垮落现象滞后于采空区上覆岩层;该实验揭示了工作面前方覆岩块体垮落的覆岩运动机制。本文采用PFC数值模拟建立了浅埋煤层房采煤柱群模型,探究了4煤房采煤柱群和顶底板岩层联动的作用下,煤柱群支承应力变化以及煤柱顶底板位移变化过程。通过对关键层断裂裂隙发育整个过程的模拟,捕捉到关键层断裂前后的极短时间内煤柱顶底板位移微小的变化;还原了房采煤柱卸载变形回弹的整个过程。所得结论为结构力学理论推断煤柱回弹变形提供了验证。该论文由图52幅,表4个,参考文献94篇。

关键词：浅埋煤层房采煤柱回弹变形支承应力采动裂隙

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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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基坑回弹变形计算方法研究及应用

岩石力学与工程学报 2012年第9期31卷 1921-1927页

作者：李德宁楼晓明杨敏同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 同济大学地下建筑与工程系上海200092

基坑卸荷回弹变形计算对基坑稳定性分析具有重要意义。现阶段基坑回弹量估算方法有几种,包括传统估算方法、经验公式、残余应力法等,但估算结果往往与实测值相差较大。根据坑底土残余应力为开挖卸荷坑底土层回弹影响范围内有效自重应力... 详细信息

基坑卸荷回弹变形计算对基坑稳定性分析具有重要意义。现阶段基坑回弹量估算方法有几种,包括传统估算方法、经验公式、残余应力法等,但估算结果往往与实测值相差较大。根据坑底土残余应力为开挖卸荷坑底土层回弹影响范围内有效自重应力原理的方法,以自重应力修正偏大的卸荷应力,配合常规压缩试验所得回弹模量或提出的经验公式估算回弹模量,给出一种新型实用基坑回弹变形计算方法。该方法概念清晰,易于操作,可计算出影响范围内任意深度回弹量,经与实测对比分析,证明该方法计算结果可靠,概念清晰,具有一定的先进性,对完善基坑设计理论具有重要意义。

关键词：基坑工程残余应力回弹变形影响深度

纬编双轴向复合材料壳体回弹变形的时间效应研究

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航空科学技术 2023年第7期34卷 81-86页

作者：李佳楠姜亚明杨晨天津工业大学天津300387

在纬编双轴向复合材料成形过程中,受材料自身性能和工艺条件的影响,会不可避免地出现残余应力及固化变形,从而降低制件的成形精度。在制件的服役期间残余应力的缓慢释放会持续影响着产品的尺寸精度。本文针对纬编双轴向复合材料头盔壳... 详细信息

在纬编双轴向复合材料成形过程中,受材料自身性能和工艺条件的影响,会不可避免地出现残余应力及固化变形,从而降低制件的成形精度。在制件的服役期间残余应力的缓慢释放会持续影响着产品的尺寸精度。本文针对纬编双轴向复合材料头盔壳体的回弹变形与时间效应关联问题展开了系统性研究,通过热氧老化来加速实现在服役过程中制件内部残余应力的等效释放,并采用激光扫描技术对元件级到构件级的试样的回弹变形进行表征,刻画制件回弹变形随时间增加的变化情况。结果表明,在制件脱模后的初期,回弹变形量变化明显,随着时间的增加,变形量的增加逐渐放缓,且元件级试样与构件级试样的回弹变形趋势完全一致,本研究可为产品的优化设计提供可靠依据。

关键词：纬编双轴向复合材料残余应力回弹变形热氧老化变刚度