钢管水泥土桩复合土钉基坑支护ADINA建模探讨

对钢管水泥土桩复合土钉基坑支护的ADINA模型的建立作了详细研究,并创造性地提出了钢管截面简化的有限元建模方法,旨在抛砖引玉,方便广大的岩土工程研究人员作相关的进一步深入研究。

细长薄壁顶管顶进力分布特征——以拱北隧道为例

基于理论力学刚体平衡得到的顶管顶推力计算公式忽略了顶进过程中顶管自身变形对顶进力的影响,不适用于细长薄壁顶管顶进力的估算。细长薄壁钢管截面刚度小,顶管变形影响管-土接触范围的法向应力分布,进而影响顶管的侧摩阻力和顶进力。通过建立细长薄壁顶管顶进力估算的位移控制有限单元分析模型,得到考虑顶管形变、接触范围、接触面侧摩擦系数、接触面法向应力的顶进力拟合公式;并且得到不同条件下的顶进力与顶进距离的函数关系。基于位移控制有限单元分析模型的顶管顶进力估算精度高,在细长薄壁顶管顶进力估算过程中更有优势。

基于叠加原理的大尺寸矩形截面竖向曲线顶管顶进力数值估算方法

根据大尺寸矩形截面竖向曲线顶管的坡度,将顶管划分为几个区段,针对每个区段分别建立基于位移控制的有限元分析模型,通过设置起始边界条件,建立起各区段模型之间的力学联系。通过在不同的顶进位置对顶管起始截面施加一个管节宽度的位移得到顶管和围岩的应力场,进而计算每个区段模型各顶进位置的顶进力和侧阻力。将各区段对应数值模型计算得到的顶进力和侧阻力适当叠加,得到整个竖向曲线顶管顶进力与顶进距离的拟合关系。计算结果显示:对于浅埋顶管,顶管侧壁摩擦系数、管土接触范围与穿越土层的性质密切相关;对于砂性土层,减阻浆液容易漏浆、冒浆,顶管周围很难形成稳定的泥浆套,管土通常为全接触,侧壁摩擦系数可以取0.4。该计算条件下得到顶进力与顶进距离之间的拟合公式可以作为相同施工条件下浅埋竖向曲线矩形顶管顶进力的计算通式。