软土区管廊基坑柔性支护下基坑变形控制标准

软土区柔性支护管廊基坑工程变形控制难度大、造价高,变形控制标准亟待优化。针对广州南沙柔性支护的典型管廊基坑开展了有限元分析,总结了基坑变形规律。基坑开挖到底时,围护结构桩身变形由“悬臂式”变为“内凸形”,坑外地表沉降影响范围达到4~5倍基坑开挖深度,明显大于其他刚度较大的支护结构,坑底隆起变形呈“中间大两边小”的形态。在此基础上,研究了6个不同基坑断面在临界失稳状态与稳定性满足规范两种条件下,围护结构变形最大值与基坑开挖深度的比值,建议将计算结果的平均值作为控制值的参考值。基坑临界失稳状态下,设计安全等级为二级和三级的基坑围护结构水平变形控制参考值分别为2.62%H、3.24%H(H为基坑深度)。基坑稳定性满足规范要求时,设计安全等级为二级和三级的基坑围护结构水平变形控制参考值分别为0.8%H、0.93%H。

柔性支护与刚性支护在超深基坑中的应用

以某房建超深基坑工程为例,为确保基坑支护结构安全与施工安全,且不能对周边建筑物及地下管线等产生过大影响,同时要满足经济合理的要求,在基坑支护设计方案选型上,需重点考虑基坑的变形控制,最终采用了柔性支护与刚性支护相结合的联合支护方案。通过监测数据分析,该支护方案达到了预期目标,基坑变形较小,对周边环境影响较小,满足本工程对基坑支护安全、工期、经济的要求。

红砂岩公路边坡柔性支护技术研究——以常祁高速公路为例

红砂岩具有易风化、易崩解的工程特性,为保证红砂岩路基边坡的稳定性,以常(宁)-祁(东)高速公路边坡为研究对象,开展柔性支护技术研究。采用ABAQUS软件建立边坡模型,分析常祁高速公路边坡未防护时的边坡稳定性,并结合经济与景观效应,设计公路边坡柔性支护方案,研究常祁高速公路边坡柔性支护前后边坡稳定性的变化。研究结果表明,常规边坡适合采用植生袋柔性防护,高陡边坡适合采用放缓坡比+植生袋柔性防护,填挖交界边坡适合采用加筋挡土墙+灌草植物防护,期望该研究成果可为其他红砂岩公路边坡柔性防护提供技术支撑。

输水隧洞让压柔性支护结构钢拱架最优间距研究

为充分发挥深埋软岩输水隧洞中柔性让压装置的功能,以毗河工程为背景,对柔性支护措施开展了室内物理模型试验,探讨了不同钢拱架间距下围岩的受力变形和安全性。结果表明:当钢拱架间距为0.8m时,可以充分发挥让压装置的让压作用,相比实际过程中采用的0.5m间距,可以节省60%的钢材,在保证足够安全的前提下,可达到减少工程建设投资费用的目的,因此建议在后续工程中将0.5m间距调整为0.8m间距。

预应力锚杆柔性支护技术的数值分析

对深基坑支护的一种新技术——预应力锚杆柔性支护法作了简单介绍。运用有限差分方法对其进行了分析研究,并与相同条件下的土钉支护进行了比较分析,计算表明预应力对基坑潜在滑移场的控制是非常有效的。基于改进的杆系有限元法,通过实际工程对预应力锚杆柔性支护技术进行了数值计算,得到了预应力值对基坑位移的影响曲线及锚杆轴力的分布规律,并与现场监测进行了比较,验证了程序计算的正确性。通过数值分析,体现了该技术在严格控制基坑变形、超深基坑支护方面具有明显的优越性。

大型地下洞室断层破碎带变形特征及强柔性支护机制研究

锦屏一级水电站地下洞群规模巨大,布置复杂,且位于3条大断层及多组节理切割的高应力地质体内。多洞交叉大型洞群多步开挖强卸荷过程中,主洞室结构面或断层破碎带的支护方式、参数选取与优化以及支护时机的确定是影响整个设计洞群稳定的关键问题之一。结合地下厂房洞群的开挖支护过程,研究主洞室围岩断层带变形破坏力学机制,探讨围岩分层次支护的耦合作用机制以及力学与变形特征。基于对洞室围岩不同支护形式的数值模拟和原位监测,研究在挂网喷射混凝土支护系统中增加钢筋拱肋这一强柔性支护技术。结果表明,该种支护技术措施能有效地控制围岩变形,避免局部失稳导致洞群不稳定或垮塌现象的产生,对大型洞群开挖支护设计与施工具有重要参考价值和指导意义。

预应力锚杆柔性支护法的研究与应用

预应力锚杆柔性支护是一种新型的深基坑支护技术。本文对其基本构成与主要特点进行了阐述,对基坑的破坏模式进行了研究和概括,基于极限平衡理论进行了公式的推导。通过数值分析,对其变形与滑移场进行了研究,并与相同条件下的土钉支护进行了比较。通过实际工程的应用,进一步验证了该方法的优越性:基坑变形小,特别适用于超深基坑的支护。

基于柔性支护原理的单向肋梁在巷道交叉点支护中的应用

分析了单向肋梁的力学特性,介绍了巷道交叉点常见的破坏形式及特点。根据雅店煤矿辅助运输大巷的工程条件,采用单向肋梁柔性支护方式,即锚杆＋钢筋梯子梁＋锚索＋托梁＋金属网＋钢筋混凝土联合支护方式,对辅助运输大巷三号交叉点进行支护,监测结果表明：顶板下沉为围岩的主要变形,最大变形量为22 mm;底板和两帮变形量相当且远小于顶板变形量;支护效果较好,围岩变形得到了有效控制。

某基坑框架预应力锚杆柔性支护结构的数值模拟分析

框架预应力锚杆柔性支护结构是当前基坑工程中常采用的一种支护方式,但是对其进行数值模拟分析目前未见报道。结合工程算例,运用有限元软件ADINA,选择合理本构模型,对某基坑框架预应力锚杆柔性支护结构进行了数值模拟。结果表明:基坑最终水平位移最大值出现在基坑顶部,锚杆预应力值和作用位置对坑壁水平位移影响显著;基坑地表沉降和坑底隆起均随基坑开挖深度的增加而增大;锚杆轴力随基坑开挖深度增加而增大,且沿长度方向呈曲线分布,其最大轴力作用点连线近似于基坑滑移面曲线,锚杆轴力最大值沿基坑深度方向呈"弓形"分布。数值模拟表明框架预应力锚杆柔性支护结构在深基坑支护工程中控制变形的效果显著,值得进一步推广应用。

改进的杆系有限元在预应力锚杆柔性支护法中应用

现在基坑设计中常用的杆系有限元计算方法是基于桩墙和锚杆联合支护的,不适用于预应力锚杆柔性支护。根据预应力锚杆柔性支护法的施工特点,改进了杆系有限元计算模型,提出柔性支护的开挖荷载计算方法,使之可以适用于预应力锚杆柔性支护法。编制了相应的计算程序,最后对一个实际工程进行计算分析,结果表明,用改进后的杆系有限元方法可以计算出预应力锚杆柔性支护的基坑水平位移、锚杆轴力,计算值与实测值较为吻合。

框架预应力锚杆柔性支护结构坡面水平位移影响因素

框架预应力锚杆柔性支护结构由于其诸多优点在基坑开挖支护工程中得到了广泛应用,但是目前的设计多注重于强度设计,而对支护结构水平位移问题很少讨论。随着基坑开挖深度和规模的增大,其位移和稳定问题日益成为工程界关注的焦点。考虑基坑开挖过程的影响,基于某工程实例分析讨论了框架预应力锚杆柔性支护结构的坡面水平位移的影响因素,包括开挖深度、基坑坡角、地面施工荷载、土体物理力学性质、超开挖深度、锚杆设计参数和框架立柱抗弯刚度。经过分析对部分参数的影响得出了定性的结论,而对其余参数的影响给出了定量的结果,这些结论不仅可以为进一步认识框架预应力锚杆柔性支护结构的作用机理提供依据,同时可供工程技术人员设计时参考。

薄煤层坚硬顶板沿空留巷防漏风柔性支护技术

为解决薄煤层坚硬顶板条件下沿空留巷内新鲜风漏向采空区,引起采空区发火的问题,建立了坚硬顶板沿空留巷力学结构模型,提出矸石带+钢筋+喷浆的巷旁柔性支护方式,并采用实验室试验的方法验证了该支护方式的支护效果,同时在姜家湾煤矿2109巷道进行现场试验。结果表明:矸石带+钢筋+喷浆的巷旁柔性支护方式具有较好的可缩性,在顶板早期运动阶段,允许顶板产生一定变形释放压力;而在后期运动阶段,喷浆材料能较好地附着在支护体表面,顶底板、两帮最大移近量分别为230、170 mm,巷道内CO含量为0,消除了采空区发火的隐患。

土工格栅柔性支护在处治膨胀土路堑滑坡中的应用

膨胀土路堑滑坡是公路建设中最为严重且难以处治的工程病害,目前缺乏既经济合理又安全可靠的处治技术手段.通过分析宁明膨胀土路堑边坡土体的工程特点以及滑坡规律,提出了柔性支护综合处治措施.介绍了土工格栅柔性支护的处治措施的原理、设计方案以及施工方法,采用有限元方法对柔性支护体和刚性挡墙的支挡变形进行了对比计算.该措施对边坡既能起到“保湿防渗”封闭处治作用,又具有良好的支挡效果.

岩质路堑边坡柔性支护系统防护性能分析

针对柔性支护系统在边坡防护应用中按工程经验进行设计的现状,利用FLAC3D对实体工程中典型风化岩质路堑边坡在采用3种柔性支护系统后的稳定性能指标进行了定量分析。结果表明:简单维护和加筋维护系统的加固性能相近且加固效果较弱;主动加固柔性支护系统加固效能优异,其边坡安全系数增幅、最大位移减小量分别为前两种系统的4倍和1.5倍,并能有效地减小边坡的受力;各柔性支护系统对边坡局部失稳的防护效果明显优于对整体失稳的防护效果。

框架预应力锚杆柔性支护结构的锚杆预应力损失研究

框架预应力锚杆柔性支护结构是用于提高边坡稳定性的一种新技术,锚杆作为其中的核心受力构件,其预应力值的大小是有效限制边坡位移的关键,但在实际工程中锚杆产生预应力损失是必然的。为深入了解锚杆的工作性能和作用机理,对其预应力损失进行研究,分析总结了影响锚杆预应力损失的主要因素,包括张拉系统的摩阻、锁定后的锚具回缩、钢材的应力松弛、土体蠕变、群锚效应和张拉顺序、降雨入渗等。综合考虑其它各种因素的影响,可粗略估算一般锚杆预应力损失范围大约在25%～40%之间。另外,为进一步验证锚杆预应力的损失大小,对框架预应力锚杆柔性边坡支护结构的锚杆预应力损失问题进行了试验研究,结果表明本文给出的简单定量估算是可行的。

框架预应力锚杆柔性支护结构坡面水平位移的理论分析与模型试验研究

基于基坑开挖过程的影响,视锚杆自由段为弹簧,将开挖阶段的框架预应力锚杆柔性支护结构简化为底端铰接,而上部在不同深度位置处由锚杆弹簧支承的竖向连续梁;提出这种支护结构的坡面水平位移简化计算方法,给出计算模型和计算简图,确定相关参数。以一基坑工程为例,通过对其坡面水平位移的计算分析,分析结果表明,基坑上部位移较大,框架预应力锚杆柔性支护结构在控制基坑水平位移方面效果显著。另外,为深入了解框架预应力锚杆柔性支护结构的工作性能,依据几何相似原理,对其进行室内模型试验研究。位移实测结果与理论计算结果的对比分析表明,二者在总体趋势上吻合较好,但数值上相差较大,试验结果仅仅是定性得出了水平位移的分布规律和预应力锚杆的锚固效果。提出的坡面水平位移计算方法是一种简化近似计算法,各参数容易确定,因此具有可操作性,用于初步估算是可行的。

柔性支护结构主动土压力的变分计算方法研究

从基坑柔性支护结构后的滑动土楔体的整体静力平衡方程出发,推导了考虑作用点位置的主动土压力泛函极值等周模型。在此基础上引入拉格朗日乘子,将主动土压力问题转化为确定含有两个函数自变量的泛函极值问题。对于一般黏性土,依据泛函取极值时必须满足的欧拉方程,得到了对数螺旋线的滑裂面函数和沿滑裂面分布的法向应力函数。结合边界条件和横截条件,主动土压力泛函极值问题进一步转化为以两个拉格朗日常数为未知量的函数优化问题。同时,讨论了滑裂面为平面和圆弧面两种特殊情况。通过算例表明,对于一般土体,在作用点位置系数下限处,主动土压力最小,滑裂面为平面;随着作用点位置的上移,主动土压力呈非线性增长,相应滑裂面为对数螺旋面。对于砂性土,位置系数上限值随内摩擦角的增大而增大,其相应的土压力值也随之增加。对于软黏土,滑裂面为圆弧面,随着作用点位置的上移,主动土压力呈非线性下降,滑裂面背离基坑方向移动。

基于流变效应锚杆柔性支护在基坑中的应用

针对基坑工程预应力锚杆柔性支护的工程特点,依据流变力学理论,提出了一种新的粘弹塑性流变模型,建立了最小锚固锁定荷载的计算式。该模型体现了锚固体和基坑土体的流变效应以及面层、锚杆与基坑壁面的连接特性,并与有限差分程序FLAC3D结合,对锚杆、浆体的受力、安全系数和位移进行了数值计算。根据计算结果和现场监测,得出了预应力锚杆的最小锁定荷载、预应力锚杆筋材应力的不均匀分布和最大轴力位置、浆体剪应力的驼峰分布和面层的剪应变率及加固后坑体位移的分布等有用结论,其结果与现场监测基本吻合,数值计算能较好地反映实际情况,为有效的基坑支护提供了理论依据。

北京西六环膨胀岩(土)深路堑柔性支护处治技术

膨胀岩（土）路堑滑坡是公路建设中最为严重且难以处治的工程病害。北京市西六环K9＋600~K10＋800段为膨胀土深路堑段,是在北京高速公路建设中首次遇到膨胀性岩土问题,引起了广泛的关注。笔者从西六环膨胀土路堑的工程地质及土性特征入手,分析边坡破坏的原因及特点,提出了土工格栅加筋柔性支护处治方案,并介绍了其设计方案及施工方法。该方案具有＂保湿防渗＂和＂刚柔相济＂的特点,能有效经济地解决西六环深路堑膨胀土边坡问题。

强降雨条件下框架预应力锚杆柔性支护结构整体稳定性影响参数分析

为完善框架预应力锚杆柔性支护结构稳定性研究,针对该结构的稳定性分析和设计均未考虑降雨入渗影响的现状,基于Geo Studio软件,分析了黄土地区强降雨条件下的框架预应力锚杆柔性支护结构的整体稳定性影响参数,在分析中考虑了土体含水率变化对摩擦型灌浆锚杆极限抗拔承载力的影响。分析结果表明:降雨持时、降雨强度和地下水位对框架预应力锚杆柔性支护结构的整体稳定性有明显的影响;土体饱和渗透系数的影响十分显著;渗透各向异性的影响可以忽略;降雨条件下框架预应力锚杆柔性支护结构的安全系数变化存在"滞后效应":随着降雨持时和土体饱和渗透系数增大,"滞后效应"逐渐减弱;降雨强度越大、初始地下水位越高,"滞后效应"越明显。本文的研究成果能为非饱和黄土地区框架预应力锚杆柔性支护结构考虑降雨影响的设计和施工提供指导。