基坑锚杆与土钉复合支护的FLAC数值分析

预应力锚杆+土钉复合支护技术在基坑工程中的应用已越来越广泛。本文以郑州市王家寨基坑工程为实例,采用FLAC数值分析法建立了基坑锚杆与土钉复合支护计算模型。对土体选取理想弹塑性本构模型,对预应力锚杆和土钉选取cable单元,同时考虑支护体系与土体之间的相互作用,对基坑的开挖支护的动态过程进行了模拟分析,研究了基坑开挖对土体的扰动、基坑位移变化以及土钉和锚杆的内力分布规律。研究结论对锚杆与土钉复合支护设计具有一定借鉴意义。

顺层边坡组合式支挡结构加速度响应数值分析及振动台试验

大理至瑞利(大瑞)铁路沿线存在大量的顺层岩质边坡需要支护。以大瑞铁路沿线顺层边坡组合式支挡结构(锚杆框架梁+重力式挡墙)为研究对象,以压缩汶川波作为输入地震波,对顺层边坡支挡结构动力响应进行振动台试验及数值分析,研究顺层边坡在压缩汶川波激振下支挡结构加速度响应,对比分析数值分析结果与振动台试验结果。研究表明:数值分析结果与振动台试验结果的变化规律基本一致,证明振动台模型试验结果的合理性,也证明数值分析方法的可靠性。

潮汕车站桩网复合地基管桩承载性状数值分析

采用桩网复合地基,对软土地基进行加固处理是十分有效的措施。依托厦深铁路潮汕车站深厚软土的地基处理,利用FLAC3D有限元计算软件对潮汕车站桩网复合地基管桩承载性状进行数值模拟分析,以研究管桩桩身轴力特性及管桩桩身摩阻力分布特性。负摩阻力对桩网复合地基有不利的影响,其增大了桩的沉降量,降低了桩对上部荷载承载能力和桩网复合地基的整体工作性能。在工程设计过程中应充分考虑负摩阻力对桩承载力及沉降的影响。

软土路基边坡稳定性数值模拟分析

结合工程实际,采用抗剪强度折减有限元法,运用FLAC^(3D)有限差分数值计算软件对某软基边坡的稳定性进行三维数值模拟分析,动态显示边坡水平位移及剪切应变增量云图的演化情况。以坡体特征部位的位移突变及剪切应变增量云图中所产生的塑性区连续贯通坡顶和坡脚之间作为边坡失稳的判断依据,并搜索到土坡的临界滑动破坏面,进而合理评价边坡的稳定性。

基于FLAC3D的加筋土挡墙动力特性分析

为更清楚地了解加筋土挡墙抗震性能和动力学特性,采用数值分析软件FLAC 3D对其地震动力特性进行研究。结果表明:加筋土体的加速度沿墙高逐渐增大,在坡顶临空面处达到最大值;加筋土挡墙土体的剪切拉伸屈服面起于墙趾,以一定的角度斜向上延伸到达一定高度后垂直向上发展,其形态近似于对数螺旋面;顶层及底层的筋带拉力出现了不同程度的衰减,甚至出现筋带拉力失效状况。

顺层岩质边坡坡脚开挖稳定性数值模拟分析

顺层岩质边坡的稳定性受到多种因素影响。针对坡脚纵向开挖因素,采用有限差分软件FLAC3D对开挖过程边坡稳定性变化进行数值模拟分析。模拟结果表明,坡脚纵向开挖长度较小时,位移计算收敛;小幅度扩大纵向开挖长度时,由于边坡周围岩体的约束作用,不会发生沿层面的滑动;当开挖长度接近临界值时,边坡位移将由蠕变发展到滑移。计算结果与工程实际吻合较好,可为类似施工建设提供理论参考。

映秀湾水电站大型地下洞室群三维非线性损伤地震响应数值分析

基于深埋大型地下洞室群围岩损伤机理,对映秀湾水电站洞室群在三向地震荷载耦合作用下的动力响应进行了三维非线性数值模拟,分析了在有、无支护条件下洞室周边围岩关键部位的加速度、位移及应力的时程变化及分布规律,得出了地震荷载作用下围岩损伤分布特征。计算结果表明,在地震荷载作用下,除了因尾水洞体型及断层影响厂房底板及尾水洞交口处受力状态较差外,在锚固条件下整个洞室的围岩损伤、洞周位移、应力分布和锚杆受力都较为合理,说明支扩系统基本保证了洞室的抗震稳定性,但上、下游边墙及吊车梁相对位移达到了10cm左右,导致吊车无法正常运行。

铁路专用线大型采空区注浆治理及工后变形计算

铁路路基下方的地下空洞治理方法随着近几年铁路的大量修建得到了迅速的发展,而注浆全充填法是简单有效的方法之一。结合某新建铁路专用线大型采空区注浆治理工程,采用FLAC数值解析方法,分析了不同充填宽度对于工后路基的沉降影响,对设计及施工有着积极的指导意义。

支护结构作用的箱基沉降计算新方法

现行规范在计算箱基沉降时,没有考虑支护结构的作用,使得理论计算与实际沉降之间存在误差。通过物理模拟、理论分析和数值模拟,研究箱基与支护结构结合、分离下,不同墙体材料、不同墙体厚度、不同插入深度比等工况下侧摩阻力对箱型基础沉降的影响,试验结果显示,摩擦力在箱基沉降中的作用很明显,它与墙体与土体之间的摩擦系数、墙体与土体的接触面积密切相关。在此,提出了一种计算箱基沉降的新方法,该法将箱基沉降分为3部分:箱型基础底上段回弹再压缩变形带来的地基变形、箱型基础底上段压缩变形、箱型基础的下段土体变形。以青岛中银大厦为实例,应用FLAC3D对基础沉降进行了数值分析。数值分析中按文中方法以及按前人方法的计算结果与实测数据进行了对比,结果表明文中的方法具有更好的可行性,对修订规范具有借鉴意义。

土中中风化嵌岩抗拔桩承载机理研究

根据某工程中风化嵌岩抗拔桩自平衡静载原位试验,对试验数据进行简要分析,结合该工程地质条件,选择合理的岩土力学参数和试验数据,建立了合理嵌岩抗拔桩FLAC3D数值分析模型。运用所建立的数值模型对3根抗拔桩进行自平衡试验直至破坏,确定了各桩的极限承载力,并且研究了同一条件下不同嵌岩深度对抗拔桩的极限承载力的影响及抗拔桩桩侧阻力、桩身轴力随外荷载的变化情况。研究结果表明:①风化岩石地区建立模型时,岩石剪切模量及体积模量需要按试验换算值折减到1/10左右,才可建立合理的数值模型;②嵌岩抗拔桩的极限承载力主要受嵌岩深度的影响,同一条件下,嵌岩抗拔桩极限承载能力随嵌岩深度、桩长增加而增大,且桩设计时其嵌岩深度不宜太小;③随着埋置深度的增加,桩侧阻力先增大后减小,桩中间侧阻力对极限抗拔承载力贡献最大;④抗拔桩的桩径对极限承载力具有尺寸效应。

桩间距及桩帽宽度对桩-网复合地基桩身弯矩的影响

以广东沿海某城市火车站超大面积深厚软土采用桩网复合地基进行软土地基处理工程为例,利用FLAC3D数值分析软件,研究不同桩间距、桩帽宽度对桩身弯矩的影响。研究发现,桩间距的增大会使桩身弯矩增大,桩帽宽度的增大会减小桩身弯矩,但桩间距的变化对桩身弯矩的影响更明显。

填土高度及桩土沉降差对桩-网复合地基桩身负摩阻力的影响

以厦深高速铁路潮汕车站超大面积深厚软土采用桩-网复合地基加固处理工程为例,采用三维有限差分程序FLAC^(3D)建立地基力学模型进行数值模拟分析,研究路基填土高度及桩土沉降差的增大对桩身负摩阻力的影响。研究发现:随着路基填土高度及桩土沉降差的增大,桩身负摩阻力增大明显。

基覆边坡支挡结构的加速度放大系数数值与试验研究

以大理至瑞丽铁路沿线边坡支挡结构为研究对象,以汶川波作为输入地震波,对基覆(厚覆盖层和基岩)边坡的3种不同支挡结构在地震荷载下的动力特性进行数值模拟和振动台模型试验,再对比分析二者结果,主要研究基覆边坡在压缩汶川波XZ双向激励下支挡结构基覆边坡加速度响应规律,研究表明:数值结果与振动台模型试验结果规律基本一致,3种支挡结构的水平向加速度放大系数随着挡墙高度的增加而变大;锚杆框架梁竖向加速度放大系数随测点高度的增加均有增大的趋势;对于地震加速度响应特性而言,振动台模型试验的结果是合理的,数值模拟的结果是可靠的,但数值模拟值稍偏大。

土岩组合地基中抗拔桩破坏模式数值模拟研究

根据实际工程,结合土岩组合地基中抗拔桩现场试验,通过FLAC3D数值模拟软件建立了合理的数值模型,定义抗拔桩破坏模式系数P(i=嵌岩深度/桩长,范围0～1),研究了不同桩长的抗拔桩在完全嵌土、完全嵌岩以及土岩组合地基中的桩顶位移及破坏模式。研究结果表明:1)数值模拟和现场试验对比分析可知,本文建立的抗拔桩模型是安全的、可靠的和合理的; 2)完全嵌土时,抗拔桩发生圆柱破坏、完全嵌岩时,抗拔桩发生倒圆锥破坏;土岩组合时,抗拔桩发生复合型破坏。随破坏模式系数的增大,其破坏模式先后发生圆柱型破坏、复合型破坏及倒圆锥破坏; 3)在不同地基中,相同条件下,抗拔桩的承载能力表现为完全嵌岩>土岩组合>完全嵌土。

基于正交试验原理的某铁矿床采场参数优化

为了保证厚大矿体回采采场稳定,提高矿石回采的安全可靠性、降低支护成本、提高生产效率,以霍邱地区某大型沉积型铁矿床为例,对影响采场稳定性的矿房长度、宽度、高度三个主要因素进行正交试验设计,基于正交试验原理,运用有限差分软件FLAC3D进行了9种方案数值模拟,分析了不同采场参数下周围岩体最大拉应力、最大压应力和位移沉降量分布特征。通过极差分析表明,影响矿房稳定性的主要因素为矿房回采长度,其次是采场高度,采场宽度对采场稳定性影响最小;同时确定某铁矿厚大型矿体回采矿房长、宽、高参数分别为60,20,100m时,最有利于采场稳定。