硬化土模型在桩锚与桩撑组合支护深基坑工程中的应用

基于硬化土模型(hardening soil模型),针对一位于昆明市中心复杂周边环境桩锚与桩撑组合支护的城市深基坑工程实例,通过基坑场地土样固结排水三轴压缩试验和固结试验选取了硬化土模型中的参数;采用MADIS/GTS对该基坑工程的开挖支护过程进行三维有限元分析,并将分析结果与m法计算结果、工程实测结果进行了对比。分析结果与m法计算结果、实测数据的对比表明:硬化土模型可用于桩锚与桩撑组合支护深基坑工程的数值分析;利用硬化土模型可得较符合实际的基坑开挖变形规律。

基于非饱和土渗流理论的尾矿库流固耦合分析

基于非饱和土渗流理论,针对某上游法尾矿库工程地质、水文地质条件以及库内尾矿的物理力学性能试验成果,建立了尾矿库三维有限元模型,研究了尾矿的土-水交互特征曲线,分析了尾矿库的渗流场、应力场以及流固耦合效应,总结出了上游法尾矿库流固耦合计算规律。结果表明:(1)与不考虑流固耦合作用相比,考虑流固耦合作用时尾矿库堆积坝内浸润线平均埋深更符合实际、更趋合理;(2)与不考虑流固耦合作用相比,考虑流固耦合作用时尾矿库内正孔隙水压力更大,而考虑流固耦合作用时尾矿库内负孔隙水压力则更小;(3)与不考虑流固耦合作用相比,考虑流固耦合作用时尾矿库内最大Von-Mises应力和最大切应力均更小;(4)连续流固耦合只需耦合计算1次,完全流固耦合则需多次耦合计算,完全流固耦合作用时的计算精度随耦合计算次数增加而趋于精确,尾矿库流固耦合分析宜采用完全流固耦合分析方法。

基于DIC技术的含不同节理密度类岩石试件破裂机制研究

为研究节理密度对岩体强度特征及破坏模式的影响,以石英砂和呋喃树脂为打印基材,采用3D砂型打印技术制备含有不同节理密度的类岩石试件。对3D砂型打印试件进行单轴压缩试验,采用数字图像相关(DIC)方法进行非接触式全场变形测量,从细观力学角度定量分析裂纹萌生、扩展以及贯通行为。试验结果表明:3D砂型打印完整试件的应力-应变曲线形态、压拉强度比与真实岩石相似,属于一种类岩石材料;不同节理密度试件的应力-应变曲线变化过程大致相似,可划分为初始压密、线弹性变形、破裂发展以及残余强度4个阶段;试件力学参数随着节理密度εf的增加而减小,两者之间呈指数衰减关系;通过计算试件表面应变场和位移矢量分布,发现试件变形场分布、裂纹扩展演化均与节理密度密切相关;随着节理密度的增大,试件破坏模式由轴向拉伸破坏(εf=0.280%)过渡到混合破坏(εf=1.193%),最后转变为拉贯通带破坏(εf≥1.712%),而当节理密度超过阈值2.739%,拉贯通带内的块体发生转动,重现了书斜式断层旋转这类地质构造。

考虑渗流应力耦合作用的深基坑开挖变形研究

基于土体渗流应力耦合效应及本构理论,针对某场地地下水埋深较浅、粉质黏土和粘土分布较厚的深基坑工程建立了相应开挖支护三维有限元模型.通过室内试验测定了基坑土体的修正剑桥本构关系参数并将修正剑桥本构关系应用于基坑开挖支护的数值模拟分析中.分别研究了基坑开挖过程中有无渗流-应力耦合效应的基坑整体变形、支护结构位移、坑外地表沉降及坑底回弹情况.研究结果表明:1含水粉质黏土和粘土采用修正剑桥本构关系较合适;2考虑渗流应力耦合作用时基坑支护结构水平位移、坑外地表沉降及坑底回弹量分别是未考虑渗流应力耦合作用时的0.57倍、0.07倍、0.59倍,基坑开挖变形应充分考虑渗流应力耦合作用;3坑底超前降水能显著减小坑底隆起.

考虑桩土耦合时桩端后注浆对灌注桩承载力的影响分析

桩端后注浆技术是提升灌注桩承载能力非常有效的方法之一.依托某工程实例,考虑了桩土耦合作用,采用库伦剪切接触本构模型,并优化了注浆体模型,运用数值模拟软件FLAC3D,分析了桩端后注浆影响钻孔灌注桩承载力的规律.分析表明:桩端后注浆能提高钻孔灌注桩30%-50%左右的极限承载能力;只桩端注浆,桩身的承载力并不会提升太多,建议联合桩侧一起注浆.