摘要：基坑开挖前的坑内抽水可引起围挡发生厘米级的侧移,但现行基坑设计理论仅提出了基于弹性支点法的土方开挖诱发围挡受力变形的计算方法,却并未提出如何计算基坑开挖前抽水引起的围挡侧移。若要沿用弹性支点法进行抽水侧移的计算,则如何确定抽水过程中围挡两侧土压力分布成为关键。为了提出基坑开挖前抽水条件下围挡两侧土压力的计算模型,首先提出了基坑开挖前抽水过程中围挡两侧土体受扰动区形态与范围;然后探明了扰动区内土体应变分布规律并提出土体应变分布模式;进一步地,建立了土体应变与围挡侧移的数学方程,并结合土体应力−应变方程最终构建了开挖前抽水条件下考虑基坑围挡侧移影响的土压力计算模型。所提出的土压力模型能够反映基坑开挖前抽水过程中围挡侧移对土压力的非线性影响,公式形式简单,参数取值方便,可为后续预测抽水引起的基坑围挡侧移提供重要基础。

摘要：隧道式锚碇作为一种新型的悬索桥锚碇结构,因具有因地制宜、经济环保的优点在多山的西南地区得到了广泛应用。已有研究表明,锚塞体围岩性质较差、埋深较浅,锚塞体与围岩接触界面结合程度较好的隧道式锚碇极易发生倒楔形冲切破坏。将破坏体视为以锚塞体中心线为轴线的旋转楔形体,假定破坏面为最小旋转曲面,利用变分法经典欧拉方程求解破坏体最小旋转曲面问题,确定旋转曲面母线方程;基于改进的Mohr-Coulomb强度准则,由主缆拉拔荷载和楔形体自重所做的外功率与楔形体沿滑移面所消耗的内功率相等的条件建立虚功方程,推导隧道式锚碇极限抗拔承载力上限解。开展隧道式锚碇室内模型试验,研究了拉拔承载过程中的坡面位移的变化规律及隧道式锚碇的破坏模式。研究结果表明,拉拔作用点的荷载-位移曲线可分为4个阶段:克服重力阶段、弹性阶段、弹塑性阶段以及破坏阶段;隧道式锚碇破坏模式为围岩倒楔形冲切破坏,破坏体可近似视为以锚塞体中心线为轴线的旋转楔形体;由推导公式得到的隧道式锚碇极限抗拔承载力计算值与实测值一致性较好,具有一定的可靠性,可为隧道式锚碇的设计提供参考。

摘要：目前对多锚片螺旋锚倾斜拉拔承载特性机制的认识尚不全面,承载力计算方法也还不成熟。采用自制模型试验装置开展了双锚片螺旋锚的多角度倾斜拉拔模型试验,分析了荷载倾角、埋深比对荷载−位移曲线和抗拔承载力因子的影响规律。通过量化水平向和竖向的控制程度分析了两个方向的耦合效应;基于数值模拟标定了锚片间距和荷载倾角对锚片上土压力的影响,提出了锚片上土压力影响系数计算方法,引入考虑位移影响的土压力近似计算方法和p-y曲线法,构建了双锚片螺旋锚倾斜拉拔力学模型,提出了双锚片螺旋锚倾斜拉拔承载力计算方法和相应步骤,并在3个试验案例的计算中取得了较好的效果。所提模型和计算方法的研究思路可推广至其他多锚片的情况,但螺旋锚需满足属于刚性短桩的前提条件。

摘要：基于煤矸石路基填料大型动三轴试验结果,采用灰色关联分析法分析累积变形影响因子,确定了围压、压实度、级配参数、循环荷载振动次数4个特征参数。引入PSO算法对BP神经网络的权重、阈值进行全局寻优并赋值,提出了一种煤矸石路基填料累积变形PSO-BP神经网络预测模型。与传统BP神经网络模型对比结果验证了该预测模型的可行性和优越性,并通过不同学习程度下模型的预测效果分析了模型的泛化能力,证明了模型的预测潜力。

摘要：对于砂土中多锚片螺旋锚上拔承载机理和承载力学模型的研究,目前存在人为引入临界值将连续演化问题分割为特殊工况,但临界值取值标准又难以形成统一认识的问题。基于数值模拟分析了砂土中螺旋锚锚周土体滑动面的连续演化规律和理论表征方法,并进一步研究砂土中多锚片螺旋锚上拔力学模型和上拔承载力计算方法。所得主要结论为:1)多锚片螺旋锚上层锚的承载性状仅与其埋深比有关,与单锚表现一致;2)随着间距比的增大,下层锚承载性状受间距比的影响逐渐减小,直至独立承载;3)各层锚片锚周土体滑动面均可用椭圆的部分圆弧刻画,间距比很小时,椭圆的长短轴比取决于间距比而与埋深比无关,其余情况下椭圆的长短轴比均随埋深比的增大而减小;4)多锚片螺旋锚的上拔承载力学模型可通过各层锚的承载模型组合而成,下层锚力学模型的演化受埋深比和间距比的影响可分为3个连续阶段;5)与3个试验案例的对比计算证明了连续演化+组合式力学模型构建思路的合理性,相应的承载力计算方法也具有较好的精度和稳定性。

摘要：城市已有地下结构会对地下水流动和地层运移带来阻隔作用,该条件下的基坑设计与施工应考虑该阻隔效应的影响,但传统研究尚未充分揭露邻近结构阻隔作用对地下水渗流及基坑变形的影响机制。依托天津某地铁车站基坑工程开展了室内模型试验,通过在基坑-土-邻近结构(以桩基结构为例)物理模型中布设应力与变形传感器以全过程实时监测基坑抽水过程中坑内外水位变化、围护结构侧移、坑外地表沉降和围护结构两侧水土压力,探讨了有/无桩基结构时基坑降水引起的围护结构及周边土体变形规律,并揭示桩基结构阻隔效应对基坑抽水引发变形的影响机制。研究发现:①当基坑外存在桩基结构时,由于其对地下水运动的阻隔效应,较小的基坑涌水量可引起较大的坑内水位下降,此时,可适当减少坑内降水井的数量来实现同样的降水效果;②邻近桩基结构对地层运动的阻隔效应将导致基坑抽水过程中围护墙墙前侧向总压力更大、围护墙墙后侧向总压力更小,为此,抽水引起的围护结构侧移及坑外地面沉降更小。基坑设计时应考虑邻近结构对基坑施工环境效应的影响,从而得到更合理的基坑支护与施工方案。

摘要：深基坑抽水常可导致多含水层水位同时下降,并由此诱发邻近桩承建筑明显沉降;然而,基坑抽水施工时却难以获取邻近建筑桩基的荷载传递数据,该条件下的桩基受力变形特性与桩-土相互作用机理尚不十分清楚。为此,文章在天津某多含水层基坑工程场地开展了现场抽水试验,分析抽水过程中邻近桩承建筑沉降的发展规律,并基此建立三维有限元模型,进一步研究不同抽水工况下邻近群桩受力变形特性与荷载传递规律。研究表明:多含水层体系基坑抽水过程中,邻近桩承建筑沉降随时间的发展相对于坑内水位下降来说呈现出明显的非同步性和滞后性,这是由于基坑外各含水层在其间弱透水层的水力阻隔作用下呈现出不同步的水位下降(浅层水位下降滞后于深层水位下降),相应地,浅层含水层中桩侧摩阻力(或负摩阻力)发挥也将滞后于深层含水层中桩侧摩阻力发展,因而导致了桩承建筑在坑内水位稳定后的持续沉降,桩身轴力也为此不断增大。另外,研究还发现基坑抽水可引起邻近建筑群桩发生偏向基坑的侧移,且群桩中不同位置基桩的侧移模式不同,靠近基坑的基桩呈悬臂式侧移,而远离基坑的基桩呈鼓肚式侧移,由此而引发不同位置基桩产生不同程度的附加弯矩。在密集城市环境中的建筑桩基结构设计中,若该建筑周边已明确规划有大型建筑设施时,可适度考虑放大先建建筑桩基结构设计弯矩与轴力以确保建筑结构在后续邻近地下施工过程中的稳定安全,但与此同时,应更加注重后建基坑的变形监测与控制。

摘要：当基坑邻近既有地下结构时,基坑降水引发的坑外地下水渗流与地层运动均会受到地下结构阻隔(阻水效应与阻土效应);因此,在有/无邻近地下结构情况下,降水引起的基坑变形规律应是不同的。依托实际基坑工程开展了现场抽水试验,实测得到了基坑抽水引起的坑外不同含水层水位变化及围挡与土体变形规律;并基此建立了考虑邻近地下结构阻隔影响的基坑抽水三维流固耦合数值模型,以基坑与邻近地下结构间距D、基坑降水深度Hd为变化参数,探究了邻近地下结构阻隔作用对基坑抽水引发基坑变形的影响。研究发现:当基坑与既有地下结构间距较小时(如D20 m),地下结构对基坑变形的阻隔作用以阻水效应为主,增大了坑外地面沉降;而随着间距进一步增大(D>40 m),阻水与阻土效应均逐渐减弱,坑外地面沉降分布向无地下结构时的情况趋近。基坑设计时应考虑邻近已有地下结构阻水、阻土效应耦合作用的影响以更准确地计算地层损失与围挡侧移,从而更好地优化基坑支护方案。

摘要：基坑开挖前抽水施工可引起较明显的基坑围挡偏移,并进而诱发围挡后方地层运动,坑外紧邻地下结构对土体运动的阻隔将导致变形规律复杂多变.为探明坑外既有地下结构对开挖前抽水引发基坑变形的影响规律,基于工程实测资料开展了一系列数值模拟研究,以紧邻地下结构埋设深度与坑内降水深度为主要变化参数,对比了各工况下降水引起的基坑变形模式、最大围护结构与土体变形发展规律、坑外地面沉陷面积与围护结构侧移面积关系等.研究表明:坑外紧邻地下结构的存在整体减小了开挖前降水引起的围护结构侧移和坑外地面沉降,且地下结构埋深越大,变形被减小的越多;但存在临界埋深(本文约0.75倍降水深度),使得在临界埋深以内,变形随埋深的增大而显著减小.而当埋深超过临界值后,其继续增大对变形的影响很小.工程设计中应考虑邻近地下设施阻隔效应的影响,以得到更合理的支护方案.

摘要：利用一维固结蠕变试验研究洞庭湖砂纹淤泥质土的蠕变特征,建立了适用于描述洞庭湖砂纹淤泥质土应力-应变-时间关系的经验蠕变模型。研究结果表明,轴向应变ε与时间t在双对数坐标系中呈良好的线性递增关系。随着固结应力的增加,lnε-lnt关系曲线的斜率显著减小,且相邻两级荷载作用下lnε-lnt关系曲线的间距逐渐变短。在高应力水平下,lnε-lnt关系曲线趋于水平,同时曲线斜率减小的速率明显降低。双曲线函数比指数函数更为适合描述洞庭湖砂纹淤泥质土的应变-应力关系,将Singh-Mitchell模型中的应变-应力关系修正为双曲线型比较符合工程实际。发现lnε-lnt关系曲线的斜率与固结应力呈双曲线函数关系。在此基础上,建立了反映应力水平影响、适用于描述洞庭湖砂纹淤泥质土蠕变特性的5参数修正Singh-Mitchell模型。