基于土体小应变本构模型的TRD工法成墙试验数值模拟

等厚度水泥土搅拌墙技术即TRD工法,近年来在深基坑工程中得到了广泛应用。以上海国际金融中心基坑工程开展的0.7 m厚、8 m宽、56.7 m深TRD成墙试验为背景,采用有限元方法,并基于土体小应变本构模型对其成墙过程进行了模拟,得到了土体侧向位移和地表沉降曲线,并与实测数据进行了对比。结果表明,距离墙体5 m处两者的土体侧向位移曲线基本一致,而距离墙体1.4 m处的土体侧向位移在深度大于20 m后的计算结果较实测值偏小;地表沉降在靠近墙体处最大,随着距墙体的距离增大而逐渐减小。最后分析了成墙深度对地表沉降和土体侧向变形的影响,结果表明,深度越深,引起的土体侧向变形和地表沉降也越大。通过不同成墙深度引起的地表沉降归一化曲线可看出,TRD成墙引起的最大地表沉降约为0.05%H(H为成墙深度),沉降影响区域约为1.8H。

地下连续墙黏性土夹砂层槽壁稳定性分析

为了探讨地下连续墙黏性土夹砂层泥浆槽壁局部稳定性问题,建立稳定性分析力学模型,对槽壁夹砂层土体单元应力状态进行分析。基于朗肯极限平衡原理,提出泥浆槽壁局部稳定性系数计算方法。通过算例分析可知:(1)开挖将导致槽壁夹砂层土体单元产生负孔隙水压力,局部稳定性系数将会随负孔隙水压力的消散逐渐降低。(2)局部稳定性系数随相关因素的变化规律:地面超载每增大10 kPa,稳定性系数降低7%左右;泥浆重度每增大0.5 kN/m^3,稳定性系数提高13%左右;有效内摩擦角每增大3°,稳定性系数提高11.5%左右;局部稳定性系数随地下水位埋深的增大而增大,但增幅逐渐减小;随泥浆液面深度的增大而减小,且降幅逐渐增大。

地下连续墙成槽整体稳定性的工程评价方法

当前分层地基中地下连续墙成槽整体稳定性验算多采用水平条分法。当槽段宽度与成槽深度比相对较小时,三维水平条分法所给出的计算结果可能偏于不安全。此外,验算时一般采用有效抗剪强度指标并按水土分算原则验算成槽稳定性。然而在当前我国大量的工程实践中,地质勘察报告往往仅提供直剪固结快剪强度指标,如何结合工程实践现状验算槽壁稳定性值得进一步的研究。首先介绍了水平条分法的理论框架,并详细讨论了水平条分法与楔形体滑体模式的内在联系。随后结合某一现场试验展开案例分析,指出了饱和黏土中三维楔形体模式存在的不足,并提出一种基于三维等效楔形体的改进方法。最后结合10个工程案例的验算结果,分析了二维与三维水平条分法在计算结果上的差异,以及强度指标选取和水土压力计算原则对分析结果的影响,为今后的工程实践提供参考。

地下墙浅表泥浆槽壁的稳定分析——坍体底面涉及地表时的泥浆临界相对密度

对考虑了土拱效应的地下墙泥浆槽壁稳定分析的坍体，导出了坍底涉及地表面情形下的极限平衡方程式，给出了坍体底斜面临界倾角αｆ和护壁泥浆临界相对密度ｄｆｍａｘ数值解的斐波那契（Ｆｉｂｏｎａｃｃｉ）黄金值搜索算法及其相应的步骤。数值分析表明，浅表槽壁稳定的地表超载存在一个临界值，并相应地给出了这一临界值的计算公式。

基槽强度对悬臂式挡土墙内力和破坏模式的影响

本文基于悬臂式挡土墙设计计算的发展现状,考虑到传统计算方法对墙身及其周围岩土体共同作用的认识存在一定的不足,采用以内力分析为主要手段,进一步加深了对于悬臂式挡土墙工作模式的认识。根据悬臂式挡土墙的施工特点和工程应用情况,并结合岩土强度理论和有限单元法建立了悬臂式挡土墙的受力分析模型。着重分析了基槽强度变化对墙身内力分布和墙体变形的影响,同时还对基槽岩土体的屈服变形程度和悬臂式挡土墙的破坏模式做了一定的研究,并得到了一些结论,以期对悬臂式挡土墙的设计计算提供一些帮助。

矩形地连墙槽壁整体稳定分析方法的对比研究

在地下连续墙施工阶段采用泥浆护壁技术开挖槽壁的稳定性一直备受关注。通过假定不同的滑动面或滑动体形状,并根据滑动土体的受力平衡分析或单元土体的应力极限状态分析,已经建立了一些槽壁整体稳定性的分析方法。为辨识这些方法的适用性,从理论基础、计算参数的敏感性以及实际应用效果等方面对其进行了对比研究。结果表明,在半圆柱形和三棱柱形滑动体假设基础上建立的槽壁稳定分析方法,能较为合理地评价槽壁的稳定性。

地下墙护壁泥浆临界相对密度的迭代解──坍底涉及地下水面而未及地表面

给出了地下墙泥浆槽壁坍体底斜面涉及地下水面而未及地表面情形下的坍体极限平衡方程式和物理意义明确的转换式，导出了最危险状态的坍底面临界倾角和相应的极限平衡状态的护壁泥浆临界相对密度的迭代解公式及实用的近似求解方法，并给出了判别坍底临界倾斜面是否涉及地表的充分必要条件和简化的充分条件。

地下墙护壁泥浆临界相对密度的显式解──坍体底面未及地下水面

对考虑了土拱效应的地下墙泥浆槽壁稳定分析的坍体极限平衡方程式给出了改正的适用条件和物理意义明确的转换式，导出了最危险状态的坍体底面临界倾角和相应的极限平衡状态的泥浆临界相对密度的显式解公式。推论分析了各种因素对结果的影响。

矩形槽开挖失稳滑动体形状及整体稳定分析

利用矩形槽段开挖引起周围地基土体应力变化和变形的解析解答,分析了不同长宽比槽段开挖引起的主应力变化,得到滑动体的形状近似为半椭圆体,在水平面上其长轴长度约为短轴长度的2倍,短轴长度约为槽段长宽比的0.44倍.同时将槽壁的整体稳定安全系数定义为土体抗剪强度与实际动用剪应力的比值,针对浅槽、深槽和平面应变情况下的半椭圆滑动体进行极限平衡分析,尝试提出了一种用于评价槽壁整体稳定性的分析方法,并通过该方法的实际应用结果初步验证了半椭圆滑动体假设的合理性.

拦河坝砼防渗墙的施工技术

拦河坝砼防渗墙多在砂层与砂卵石层上施工。地基处理根据地质条件选择，施工方法有无导孔挖槽、导孔挖槽、冲击成槽、回转钻成槽、锯槽机成槽。锯槽机为新型防渗成墙材料提供了新的施工手段，但有局限性。

TRD工法在深基坑工程中的应用

随着城市高层建筑、地铁工程、市政工程的快速发展,地下空间开发规模日益增大,深基坑工程近10年来急剧增加,且迅速向'大、深'方向发展。天津市紧邻渤海、土质软弱、地下水丰富且赋存条件复杂,多年来发生的基坑事故大都与地下水控制不当有关。因此,在深大基坑工程中控制地下水尤为重要。常规的双轴深层搅拌桩、三轴水泥土搅拌桩、旋喷桩等已无法满足深大基坑工程地下水控制的要求。2010年天津地区引进TRD工法,施工形成的水泥土连续墙体可隔断深层承压水,止水效果好;内插型钢施工便利,但由于墙体水平刚度有限,存在一定的局限性。

地下连续墙成槽施工槽壁整体稳定性分析

地下连续墙槽壁稳定是确保成槽安全及成槽质量的关键前提,为从理论上分析其整体失稳机制,建立了槽壁整体破坏滑动体模型,基于土体相关联流动法则及塑性极限破坏理论,采用极限平衡分析法,得到槽壁整体失稳的最小泥浆重度及安全系数计算方法,并从安全系数角度对比分析两种计算方法的参数敏感性,最后结合工程实例对两种泥浆重度计算方法进行对比分析和验证。研究结果表明:本文方法相较于常用方法更适用于黏土地层槽壁稳定性分析,且安全系数主要受槽段长度、泥浆重度、土体内摩擦角及泥浆水液面相对高差影响。实际成槽泥浆重度介于理论计算的控制范围之内,理论分析得到现场超声波检测验证,其结果可为今后地下连续墙成槽施工提供理论参考。

地连墙槽壁加固稳定性计算方法研究

地连墙槽壁(以下简称"槽壁")稳定问题是地连墙施工质量和施工安全最关键的问题,由于护壁措施不当引起槽壁坍塌事故时有发生。首先,分析了槽壁失稳机制及形态,总结了各种槽壁抗失稳加固措施的优缺点,提出了深层搅拌桩(以下简称"搅拌桩")合理加固深度建议值和合理加固宽度的确定原则。其次,归纳总结了槽壁在泥浆护壁条件下各种稳定性安全系数计算方法的适用条件,探讨了各个安全系数取值的合理性,给出了建议值。最后,提出了搅拌桩加固槽壁条件下槽壁稳定性安全系数计算方法和判定标准。经多项工程实践,文中所提出的搅拌桩加固槽壁条件下槽壁稳定性安全系数计算方法和判定标准的可靠性以及加固宽度和深度的合理性得到了验证。

地连墙槽壁稳定性三维模型的改进

针对现行槽壁稳定性研究的力学模型和计算方法之不足与缺陷 ,相应进行理论模型的修正和计算方法的改进 ,提出了改进抛物线柱体模型。基于极限平衡理论 ,建立目标函数 ,运用复合形法对其进行优化设计。运用工程实例 。

TRD工法在上海地铁砂质粉土地层中的应用

简述TRD的工法特点,对TRD工法在上海地铁中的施工过程进行介绍,总结了在砂质粉土地层中进行TRD施工的各项质量控制要素,最终达到预期的质量目标。

深基坑围护结构地下连续墙槽壁稳定性控制措施

地下连续墙施工中的槽壁稳定性控制是地下连续墙施工的关键,直接关系到基坑施工的安全。首先探讨了地下连续墙槽壁失稳机理,分析了影响槽壁稳定的土体抗剪强度、土层地质条件、护壁泥浆性能、泥浆液面超高等关键因素。然后以外滩通道为例,具体介绍了泥浆配制、泥浆液面超高控制、三轴搅拌桩槽壁预加固等槽壁稳定性控制措施。经工程实践验证,取得良好的效果。

地下连续墙成槽施工泥浆重度计算方法研究

针对富水地层地下连续墙成槽施工泥浆重度设计计算方法问题,建立槽壁整体稳定性极限平衡分析力学模型,推导得到保证地下连续墙槽壁整体稳定的成槽施工泥浆最小重度计算公式,并进行实例验证和分析。研究结果表明:所建立的基于槽壁整体稳定的地下连续墙成槽施工泥浆重度设计计算方法是可靠的,同时,为确保成槽质量,实际工程应用过程中,泥浆重度理论计算结果的安全系数取1.3~1.5较为合适。

超深基坑止水帷幕TRD与防渗墙工法对比分析

重点从成本、工效、抗渗质量、环保、耗材等方面对TRD工法墙和成槽机施工的防渗墙做了详细的对比分析论证,认为在相同条件下防渗墙整体优于TRD工法墙,是一种先进可靠的防渗工艺,值得在超深基坑侧壁及坑底止水方面大力推广使用。

堤坝深窄槽成型方案及链式切削刀具设计

我国堤防除险加固工作任务艰巨,而现行防渗体系构筑方法成槽深度不足并且成槽宽度较大,导致了施工过程中存在周期长、对坝体扰动大,刚性墙无法与大坝协调变形等问题。为了解决现行堤坝防渗体系构筑方法存在的缺陷,文章提出了一种新型的锯切成槽施工方案,实现了锯切成槽宽度不大于50 mm,最大成槽深度达到10 m。利用Mckeys-Ali模型与朗肯被动土压理论,建立刀具锯切粘土三维力学模型,构建切削力与土壤性质的关系式。采用欧拉-拉格朗日耦合法建立有限元模型,验证了理论计算的正确性。根据施工作业工况选取了锯切刀具材料,通过模拟仿真对链式切削刀具在不同几何参数下的切削性能进行了对比分析,确定了链式切削刀具结构,并对其强度进行了校核。文章旨在拓展堤坝防渗体加固技术的理论和方法,为今后新型高效的堤坝防渗加固成槽工艺提供了技术支撑。

地连墙槽壁加固深度和宽度计算方法研究

地连墙槽壁加固深度和宽度既要满足槽壁土体整体稳定性要求,又要满足加固体抗滑(剪)、抗倾覆和抗弯能力要求。首先分析了槽壁加固条件下影响槽壁稳定性的各影响因素与槽壁稳定性安全系数的关系,总结出加固体深度和宽度是关键影响因素,也是工程施工前需要求算的重要控制参数。其次提出了搅拌桩加固体抗滑(剪)、抗倾覆和抗弯能力验算原则和安全性判定标准,也提出了搅拌桩加固深度(长度)和宽度计算方法和在搅拌桩桩顶插入钢性筋并嵌固于导墙中和搅拌桩平面外拱布置等方法以提高槽壁稳定性的措施。利用工程实例,对文中提出的搅拌桩加固深度(长度)和宽度计算方法进行了演算,也对提出的搅拌桩桩顶插入钢性筋并嵌固于导墙和搅拌桩平面外拱布置提高的槽壁稳定性安全系数也进行了演算。最后提出了课题研究展望。