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岩质基坑底板变形案例分析

地下空间与工程学报 2010年第A01期6卷 1423-1424,1464页

作者：高永平方玉树重庆607勘察实业总公司重庆400056 解放军后勤工程学院重庆400056

随着城市建设的发展,由于地下室、地下车库岩质基坑的抗浮设计不当造成地下室底板破裂、凸起事故日益增多,也愈来愈引起岩土工程界的关注。本文通过对重庆师范大学体育馆地下室底板破裂、凸起事故处理的案例进行分析,指出了这类事故发... 详细信息

随着城市建设的发展,由于地下室、地下车库岩质基坑的抗浮设计不当造成地下室底板破裂、凸起事故日益增多,也愈来愈引起岩土工程界的关注。本文通过对重庆师范大学体育馆地下室底板破裂、凸起事故处理的案例进行分析,指出了这类事故发生的原因,并提出了防治对策,供今后类似岩质基坑抗浮设计参考。

关键词：岩质基坑暂时性稳定性抗浮设计案例分析事故处理防治对策

深大岩质基坑卸荷变形响应特征及安全评价研究

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深大岩质基坑卸荷变形响应特征及安全评价研究

作者：南博文青岛理工大学

学位级别：硕士

城市地铁车站基坑工程的施工步骤繁杂,且往往与建(构)筑物相邻,需要通过综合分析多方面监测数据,来避免周边环境的非单一性带来的风险。在基坑施工过程中,不仅要关注其整体变化,更要重视周边区域的受影响范围。青岛地区属“上软下硬”... 详细信息

城市地铁车站基坑工程的施工步骤繁杂,且往往与建(构)筑物相邻,需要通过综合分析多方面监测数据,来避免周边环境的非单一性带来的风险。在基坑施工过程中,不仅要关注其整体变化,更要重视周边区域的受影响范围。青岛地区属“上软下硬”的岩质复合型地层,基坑施工进程中变形特征难以探寻,使得施工难度加大。因此,对该类岩质地层基坑施工中的变形规律进行分析,并建立与之相适应的安全评价体系,是基坑工程防灾减灾的重要研究课题。本文以青岛鞍山路地铁车站基坑为研究对象,该基坑局部最大开挖深度超过40m,施工环境复杂。本文针对鞍山路站基坑项目施工的复杂性,对基坑开挖变形机理进行概述,整理并分析基坑长期监测数据,利用MIDAS GTS NX数值模拟软件,研究岩质基坑变形特征,以及不同因素对基坑变形的影响。在此基础上,综合应用现场监测数据,基于熵权法构建岩质基坑施工过程中的安全综合评价体系。本文主要研究内容及结论如下:(1)通过对基坑典型单元监测数据的整理和分析,可以得出:围护结构水平位移在基坑开挖前期呈“悬臂式”分布,开挖结束时,位移曲线分布为“组合型”,最大值位于0.5倍的基坑开挖深度处;开挖6m范围内周边地表沉降呈“三角形”分布,基坑向下开挖,曲线分布特征趋于“凹槽形”,开挖结束时,最大地表沉降处距离基坑开挖面大约0.5倍开挖深度,开挖主要影响区域距开挖面0～30m。(2)运用MIDAS GTS NX近似模拟基坑开挖过程,分析基坑卸荷过程中的位移变形特征。将基坑施工进程中的围护结构水平位移和周边地表竖向位移进行曲线拟合,得出两者呈线性关系。依据现场监测数据及模拟结果对基坑传统地面沉降经验公式进行修正,使之更好地应用于岩质基坑地表沉降变形估算,依据估算公式以及模拟结果划分出三个岩质基坑变形影响区域。(3)分别探讨了围护结构不同嵌入深度、不同锚索预应力锁定值、不同围护桩刚度和不同开挖步施工速度对基坑变形的影响,通过围护结构的变形和周边地表的竖向变化直观反映各因素的影响效果。分析发现四种影响因素均对基坑上部围护结构变形产生较大影响,对深度20m以下的底部结构变形影响较小。其中,锚索预应力锁定值和施工步开挖深度对基坑变形的影响较为显著。(4)基于现场监测数据,建立基坑施工安全评级体系,划分了基坑本体及周边环境变化风险等级,综合多种基坑施工安全评价因素,建立基于熵权法的岩质基坑安全评价体系,并借助现场监测数据对基坑风险等级进行定量评估。

关键词：岩质基坑变形规律开挖影响分区安全评价

考虑节理岩体爆破损伤效应的岩质基坑微型钢管桩动力响应研究

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考虑节理岩体爆破损伤效应的岩质基坑微型钢管桩动力响应研究

作者：徐梦青岛理工大学

学位级别：硕士

爆破是在城市基坑工程开挖中被广泛使用的高效快速的岩体开挖方法。然而,在岩质基坑爆破开挖过程中,爆破对基坑支护结构的扰动损伤问题一直是爆破工程领域的一个热门议题。爆破所产生的应力波对微型钢管桩的动力响应尤为重要,不当的支... 详细信息

爆破是在城市基坑工程开挖中被广泛使用的高效快速的岩体开挖方法。然而,在岩质基坑爆破开挖过程中,爆破对基坑支护结构的扰动损伤问题一直是爆破工程领域的一个热门议题。爆破所产生的应力波对微型钢管桩的动力响应尤为重要,不当的支护会对基坑的稳定产生负面影响。此外,天然岩体通常都包含节理,不同的节理空间组合和分布也会影响岩体的爆破损伤效果。因此,进一步考虑节理岩体爆破损伤效应的微型钢管桩作用机制研究尤为重要。为了研究岩体中的节理对爆炸应力波的传播以及节理岩体局部化损伤演化的影响,通过有限元数值方法建立RHT本构模型,探索岩体裂纹扩展的力学行为和节理周围应力场的分布。本文以青岛齐鲁医院二期项目基坑工程为背景,采用实地数据采集与数值模拟分析相结合的方法,通过对基坑爆破开挖引起岩体损伤变形的力学机理进行分析,研究岩质基坑在开挖过程中的动力效应,包括节理岩体的局部化损伤特征、桩岩组合下基坑损伤演化规律以及微型钢管桩的动力响应。主要结论与成果如下:(1)基于RHT岩体损伤本构模型,分析在不同节理组合和爆孔间距下对岩石的裂纹损伤效果。节理的空间排列组合方式以及爆孔间距会影响岩体的破坏损伤路径,其中包括环形裂纹扩展、微裂纹的产生、节理翼端裂纹延伸过程;以节理端部为测点,揭示了节理空间组合下爆破对于节理端部动力响应的一般规律:随着爆炸距离L的增加,节理翼端的位移、速度、加速度和最大应力呈现逆S型衰减,这种衰减可以通过Logistic函数很好地描述。岩石的总能量与L的大小无关,而动能则会先增加后减小;当节理A的角度增大时,翼端的位移、速度和加速度会呈现台阶式下降;而随着爆孔与节理A之间距离的变大,位移、速度和加速度则会呈非线性上升。(2)基于双节理单孔爆破条件下,分析了爆炸荷载作用下的典型破坏特征,包括主裂纹和破碎区、环形裂纹区和短径向裂纹、以及翼端裂纹、主裂纹和次裂纹。在炸药与节理的作用下,主裂纹的扩展方向和数量会发生变化。主裂纹在冲击前节理后,会根据前节理的倾角向侵彻方向偏转。虽然大部分能量被前节理吸收或反射,但仍有一部分应力波到达后节理,造成二次裂纹。此外,由于节理末端剪应力的作用,沿爆破孔和尖端方向传播的翼裂纹将从节理尖端开始。这些结论基于数值模拟结果,并经过验证,因此可以作为分析花岗岩在爆炸荷载下的破坏过程的重要参考。(3)探究基坑变形与桩、炸药、节理等主要影响因素的关联性以及桩锚支护在爆破开挖下的支护机理,选取了桩的弹性模量、炸药用量以及节理角度三因素进行研究。通过改变参数,进行坡顶位移沉降、最大切应力、最大主应力、基坑底部位移沉降以及动力损伤特征对比分析。弹性模量变化对基坑沉降位移影响较大,增加桩的弹性模量主要是为了减小桩的变形,进一步提高基坑壁的稳定性。增大炸药用量对于岩体进行二次破坏产生更多微裂纹、环形裂纹,在允许范围内,适当的增加炸药用量,会起到很好的爆破效果。当节理角度为45°时,会出现一个峰值为0.08m/s,是其他算例峰值的2倍多,该种情况下桩顶部的扰动更显著。此种算例下节理左侧岩石的塑性应变发生大幅增加。(4)依据现场实测数据,建立含节理夹层岩质基坑单孔爆破开挖模型,分析基坑四次开挖阶段下爆破产生的应力云图以及岩石的最终损伤。对比探究不同阶段下基坑有无节理夹层时,爆破作用对微型钢管桩的动力响应。模拟结果表明:当基坑存在节理夹层时,爆破对于一级的应力扰动增大。在进行爆破作业时,第一级桩的顶部振动速度响应随着开挖深度的加深而逐渐凸显,振速变化的幅度明显增大。相比之下,桩中(7.6 m)以及桩底(15.2 m)的振速变化越来越平缓,增幅明显减弱;当基坑中存在节理夹层时,爆破区域以及微裂纹的扩展会受其影响,爆轰损伤比例会降低。裂纹延伸到节理夹层时,大部分的能量会沿着夹层面的方向进行破坏,另外部分剩余能量会穿过夹层从而对夹层左侧岩体产生损伤。

关键词：岩质基坑桩锚支护局部化损伤动力响应数值模拟

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济南市区岩质基坑稳定性分析及支护技术研究

济南市区岩质基坑稳定性分析及支护技术研究

作者：宋享桦济南大学

学位级别：硕士

本论文以济南市区的地质环境条件为背景,采用“理论分析”和“数值模拟”相结合的思路,对济南市区岩质基坑的基坑类型、岩质基坑的特点、变形机制、破坏模式、稳定性理论评价以及支护技术方法等进行了比较系统的研究。(1)通过分析岩体... 详细信息

本论文以济南市区的地质环境条件为背景,采用“理论分析”和“数值模拟”相结合的思路,对济南市区岩质基坑的基坑类型、岩质基坑的特点、变形机制、破坏模式、稳定性理论评价以及支护技术方法等进行了比较系统的研究。(1)通过分析岩体的形成过程、岩体结构、岩体的赋存环境、岩体的结构面,对济南市区地下岩体的工程特性进行了分析。(2)根据岩质基坑开挖坡角角度的不同、基坑边壁倾向与岩层倾向角度的不同,划分了岩质基坑的不同类型。(3)通过对岩质基坑变形过程的力学分析,提出了五种岩体变形的基本组合形式和六种基坑破坏模式。(4)运用极限平衡法和相关的力学方法,对六种基坑破坏模式(平面滑动、圆弧滑动、楔体破坏、倾倒破坏、坑壁破坏、坑底隆起破坏)进行了稳定性分析,并推导了相应的稳定性系数计算公式。(5)详细分析了济南市区的地质构造、水文地质条件、地下岩石分布以及不良地质情况,并用FLAC3D数值模拟软件,模拟了岩质基坑的开挖过程,分析了基坑坑壁沿结构面的应力变化;同时,也对结构面影响参数与基坑临界稳定性之间的对应关系,进行了模拟分析。(6)对济南市区岩质基坑的支护技术,分析了支护设计时所需要考虑的因素,并提出了有效的支护措施,包括挂网喷护+防护锚杆、支护锚杆+防护锚杆的形式、上部放坡+下部锚杆(分为防护锚杆和支护锚杆)、上部锚杆+下部直立等。

关键词：岩质基坑破坏模式稳定性评价支护技术

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岩质基坑开挖过程中水平位移特性分析

低温建筑技术 2024年第8期46卷 82-85,100页

作者：闫升飞齐鲁杰张拥军中铁建工集团有限公司北京100071 青岛理工大学土木工程学院山东青岛266525

为研究岩质基坑开挖过程中基坑侧壁水平位移的变化特征,文中以山东大学齐鲁医院Ⅱ期项目基坑工程为例,通过数值模拟与现场监测数据相结合的研究方法,对岩质基坑开挖过程中基坑土体与坡顶水平位移变化规律进行分析。研究结果表明,在基坑... 详细信息

为研究岩质基坑开挖过程中基坑侧壁水平位移的变化特征,文中以山东大学齐鲁医院Ⅱ期项目基坑工程为例,通过数值模拟与现场监测数据相结合的研究方法,对岩质基坑开挖过程中基坑土体与坡顶水平位移变化规律进行分析。研究结果表明,在基坑的开挖过程中,坡顶处岩体较为破碎的强风化花岗岩产生的水平位移较大,微风化花岗岩岩体位移较小;随开挖深度的增加,基坑水平位移影响区域逐渐增大,基坑侧壁相同位置的水平位移也随之增大,近似为“中间大,两端小”的分布规律;坡顶水平位移的模拟值与监测值变化规律一致,证明研究的可靠性。研究结果可为类似工程提供借鉴作用。

关键词：岩质基坑坡顶位移桩锚支护变形规律

基于FLAC3D的顺层风化岩质基坑稳定性分析

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中国高新科技 2023年第4期 145-147页

作者：谭牧凡吴易凡中国联合工程有限公司浙江杭州310052

为了对顺层风化岩质基坑外侧岩土体的破坏规律及控制措施进行研究,以丽水市某深基坑工程为背景,对不同工况下基坑开挖施工过程进行FLAC3D模拟。模拟计算结果表明,基坑不设补强支护时,第二级土方开挖将导致基坑坡面与顺层结构面交界位置... 详细信息

为了对顺层风化岩质基坑外侧岩土体的破坏规律及控制措施进行研究,以丽水市某深基坑工程为背景,对不同工况下基坑开挖施工过程进行FLAC3D模拟。模拟计算结果表明,基坑不设补强支护时,第二级土方开挖将导致基坑坡面与顺层结构面交界位置处于临界失稳状态,若遇持续降雨、动载等,基坑易发生失稳破坏。对比基坑补强前后的岩土体变形规律,提出大于3.5m开挖深度且含顺层节理的风化围岩区段须增设锚杆补强。现场监测结果表明,支护方案能够对顺层风化岩质基坑的变形破坏进行有效控制,对于类似岩质基坑、边坡工程的支护方案具有借鉴意义。

关键词：顺层节理岩质基坑支护方案变形规律数值模拟

紧邻建(构)筑物岩质基坑开挖方法研究及工程应用

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广东土木与建筑 2020年第11期27卷 34-36页

作者：陈杰中水珠江规划勘测设计有限公司广州510610

对紧邻建(构)筑物的硬岩基坑开挖,采用常规爆破开挖方法易对已有建(构)筑物造成损害。针对这类基坑开挖过程中的问题,提出了靠近建(构)筑物先行施工隔震孔的方法,隔震孔紧靠基坑边线,深度同基坑底,可有效隔断爆破振动对已有建(构)筑物... 详细信息

对紧邻建(构)筑物的硬岩基坑开挖,采用常规爆破开挖方法易对已有建(构)筑物造成损害。针对这类基坑开挖过程中的问题,提出了靠近建(构)筑物先行施工隔震孔的方法,隔震孔紧靠基坑边线,深度同基坑底,可有效隔断爆破振动对已有建(构)筑物的影响。并将该方法应用于工程实例,监测数据表明,基坑开挖至坑底,紧邻坑顶边的承台水平位移为2 mm,沉降为6 mm,取得了良好的效果,可在同类工程中进行推广应用。

关键词：岩质基坑爆破开挖隔震孔震动影响

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贵州岩溶地区层状岩质基坑破坏模式研究

矿产勘查 2009年第4期12卷 17-19页

作者：雷建海宋建波贵州大学喀斯特环境与地质灾害防治教育部重点实验室贵阳550003 贵州交通职业技术学院贵阳550008

通过分析岩质基坑坑壁边坡特点、基坑类型、岩体稳定性影响因素及其变形破坏机制,归纳了层状岩质基坑6种可能的破坏模式。

关键词：岩溶地区层状岩质基坑破坏模式

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邻近隧道的岩质深基坑变形监测分析

工业建筑 2012年第7期42卷 95-99,90页

作者：姜兆华张永兴蔡宇商克俭重庆大学土木工程学院重庆400030 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400030 武汉工业学院多孔介质力学研究所武汉430023

以重庆某开挖深度近30 m、周围存在邻近隧道的岩质深基坑工程为例,介绍了支护桩加锚索、支护桩加分阶预留岩墙两种围护体系及基坑监测方案,并结合数值模拟对主要监测成果进行分析。分析结果表明:支护桩加分阶预留岩墙作为邻近隧道岩质... 详细信息

以重庆某开挖深度近30 m、周围存在邻近隧道的岩质深基坑工程为例,介绍了支护桩加锚索、支护桩加分阶预留岩墙两种围护体系及基坑监测方案,并结合数值模拟对主要监测成果进行分析。分析结果表明:支护桩加分阶预留岩墙作为邻近隧道岩质基坑围护体系非常有效,桩身变形主要集中于土层部分,对坡顶部位进行加固,可有效提高边坡整体稳定性;邻近隧道会改变周围地表最大沉降点位置,其位置与隧道拱顶相对应;由于受连续介质及隧道几何形态的影响,围岩会改变位移场传递的方向,隧道主要表现为横向变形。

关键词：邻近隧道岩质基坑分阶支护桩锚支护变形监测