PLAXIS 应用案例 · 第 7 页
PLAXIS 应用案例、建模方法与工程分析实践。
移动荷载作用下土岩组合基坑吊脚桩变形分析
以青岛地区特有的土岩组合地质条件为背景，采用现场监测和 Plaxis 有限元模拟相结合的方法，研究了土岩基坑中 吊脚桩在龙门吊移动荷载作用下的变形规律及动力响应。结果表明：桩身变形模拟结果与实测值吻合较好，基坑的变形主要 发生在基坑上部软弱土层，吊脚桩嵌岩处产生应力集中；在龙门吊移动荷载作用下，桩顶水平位移较大，但其动力响应最小， 而嵌岩处水平位移较小，但其动力响应最大；嵌岩处、桩身最大正弯矩处及最大负弯矩处的土压力动力响应较大，且移动荷 载刚经过时刻影响最大。研究成果可为类似土岩结合地区深基坑支护设计提供参考。
阅读详情预留土基坑支护性状的有限元分析
应用小应变硬化土本构模型对郑州典型粉土地层中的预留土支护基坑的支护性状进行有限元分析，探讨预留 土形状参数——顶部宽度、底部宽度等对基坑支护体系变形以及支护桩墙最大弯矩等的影响规律。借助强度折减有限 元技术对各工况下支护体系的稳定性进行分析，通过分析强度折减安全系数，支护体系整体失稳与预留土局部失稳的 先后关系等，揭示预留土形状参数对基坑支护性状影响的内在原因。并基于有限元计算结果对其它文献中的论断进行 研判，分析其正确性和适用范围。分析结论对今后预留土支护基坑的设计以及优化设计颇具指导意义。
阅读详情预应力作用下深基坑 桩锚支护结构整体稳定性分析研究
深基坑桩锚支护结构中诸多研究是基于预应力锚杆或基坑稳定性的，对锚杆预应力与基坑稳定性之间的 相互影响、相互作用的系统研究并不多见。以此出发，分析桩锚支护结构受力性能，引入附加应力法，将施加于 锚杆上的预应力等效为土体中的附加应力，建立考虑预应力作用的深基坑桩锚支护结构整体稳定性计算模型，推 导计算公式。并应用于工程实例，与不同方法相对比，结果表明：该文方法能较好地反映出预应力的变化对基坑 整体稳定性安全系数的影响，可实时掌握不同施工阶段中基坑安全性的动态变化情况，同时也说明该方法是合理 的、可行的。
阅读详情在役高速公路软基不均匀沉降病害注浆处治技术
针对江苏沿海高速公路路桥过渡段在运营过程中出现的不均匀沉降问题，提出了侧向辐射注 浆加固处治技术． 依托连盐高速公路 K20 + 084 ～ K20 + 144 路段注浆加固工程，研究了侧向辐射注 浆法的施工工艺、监测与检验方法以及注浆设计参数，建立了在役高速公路软基注浆加固数值分析 模型，开展了既有路堤下软基注浆加固效果及变形特性的分析，并通过现场实测变形资料验证了分 析方法的合理性． 结果表明，注浆加固后既有路堤的工后沉降量减少了 90 mm，地基土体的最大侧 移量减少了 17． 2 mm，其不均匀沉降病害得到有效控制． 在实际工程中，应根据路堤填土高度及其 工程地质条件，选择合理的注浆率和注浆深度等施工参数，以便获得最佳的加固效果
阅读详情止水帷幕的挡土作用对深基坑变形的影响
基坑围护结构主要起挡土和止水的作用。现行计算方式大多认为挡土结构承担水土压力，止水帷幕防止地下 水渗入坑内，一般不考虑止水帷幕的挡土作用。实际应用上水土压力首先传递给帷幕，再间接传递给灌注桩。如果把 二者作为一个整体的围护结构，帷幕的存在增加了整体的刚度和重量，进而起到增加整体稳定性的作用。理论和实践 表明，帷幕具有一定的挡土作用。分别研究了搅拌桩深度、排数、弹性模量取值以及搅拌桩与灌注桩之间的距离对基 坑变形的影响。帷幕深度从基坑开挖深度增加到灌注桩深度的过程中，基坑侧向位移减小量明显，帷幕深度继续增加 时，基坑侧向位移会继续减小，但减小量不明显。帷幕排数的增加使得基坑侧向变形明显减小，特别是从两排增加到 三排时，侧向变形减小量很大。
阅读详情桩端后压浆灌注桩长期承载性能试验研究
为研究后压浆灌注桩的长期工作性能，以银川北京路延伸及滨河黄河大桥为工程背景开展试桩静载试验，通过对比 不同时间后压浆桩承载力的实测结果，并结合数值模拟结果进行对比分析，研究了后压浆灌注桩的长期承载性能及桩基阻 力随时间的变化规律。结果表明: 桩端后压浆形成的水泥土加固体，其强度随时间的推移而增长，使桩端阻力进一步增强， 桩端后压浆存在时间效应; 桩端后压浆导致浆液上返而在靠近桩端的桩侧处形成浆土混合物，使桩侧摩阻力随时间推移不 断增强，占极限承载力的比例逐渐增大; 与未压浆桩相比，在相同荷载作用下，桩端后压浆桩基的沉降随时间增长而减小并 趋于稳定。
阅读详情组合根系加固坡土的直剪试验及数值模拟
随着生态护坡技术的不断发展，植被根系固土护坡的作用越来越受到重视。护坡植物根系大多主根与侧根相 辅相成，因此针对单根的剪切试验往往不能正确反映真实环境中根系固土的作用机制。为揭示真实根系固土的力学机 制，量化根系倾角对坡土的强度影响，开展了侧根倾角分别为 30°，45°，60°的组合根系加固坡土的大型直剪试验 及数值模拟。结果表明：组合根系能明显提高土体抗剪强度，试验用的根系增加的抗剪强度最大为 6.36 kPa；外部剪切 荷载主要由前侧根承担，组合根系对土体抗剪强度的贡献依次为前侧根、主根、后侧根；随侧根倾角的增加，前侧根 受到的轴向拉力增加，前侧根产生的拉伸变形增大，前侧根附近塑性区分布范围增大，表明前侧根能调动周围更大范 围的土体抵抗剪切，根系固土效果增强。
阅读详情桩基施工对邻近既有地铁隧道影响的数值分析
采用数值分析方法，建立桩−隧相互作用的三维有限元模型，通过改变桩−隧相对位置、隧道埋深、水平净 距、桩基半径和考虑群桩因素，研究静压桩基施工对软土地区既有地铁隧道的影响。研究结果表明：桩基侧面施 工引起的隧道变形较大，且随着桩身与隧道水平净距增大，变形在传递过程中不断衰减；浅埋隧道受扰动影响较 为敏感，产生变形较大；桩基半径增大也会加剧隧道结构的变形；桩基邻近既有地铁隧道施工的影响区可划分为 强影响区、一般影响区和弱影响区；群桩中的已存在桩对挤土效应具有阻挡效应。
阅读详情复合成层地层浅埋隧道开挖地表沉降规律分析
为探究本构模型对浅埋隧道开挖诱发地表沉降规律的影响，考虑摩擦性与临界状态土体本构模型，对复 合成层地层浅埋隧道开挖诱发的地表沉降槽进行了分析. 首先，基于 PlAXIS 3D 有限元平台建立砂-黏复合地层 浅埋隧道数值模型，材料模型选用 3 类本构模型（莫尔库伦（MC）、修正剑桥（MCC）、硬化小应变（HSS））及其组 合模型；其次，利用参数等值转换关系，深入探讨了本构模型的选取对隧道开挖地表沉降槽宽度与深度的影响；最 后，结合经验公式计算并对比分析，研究基于 3 类本构模型及其组合模型的沉降槽数值模拟与经验计算结果存在 差异的原因. 结果表明：上、下地层均采用 HSS 模型时，最大沉降量及沉降槽宽度与经验公式的计算结果吻合度 较高，最大沉降量相差不超过 7.3 mm；上、下地层均采用 MC 模型时，出现地表隆起的不合理现象；下卧地层采 用 MCC 模型、上伏地层分别采用 MC 模型和 HSS 模型，即采用 MC -MCC 模型和 HSS -MCC 模型时，其数值预 测的最大沉降量高于经验公式计算值，达 24.8 mm，而沉降槽形状相对于经验公式预测结果“窄而陡”；在针对 HSS 模型的参数敏感性分析中发现，若卸载再加载模量与初始剪切模量变化值为 5%，将导致地表最大沉降量分 别改变 1.5% 和 1.0%.
阅读详情复杂条件下基坑开挖对周边环境变形影响的数值 模拟分析
以武汉老铺片商业及住宅项目深基坑工程为背景，采用有限元软件 PLAXIS 对其进行了基坑开挖全过程的数 值模拟分析，结合模拟计算结果分析了复杂条件下基坑支护结构体系及周边环境的受力、变形情况。数值模拟计算及 实测结果表明：支护结构、周边建（构）筑物及土体的变形均满足规范关于变形控制的要求，证明采用 PlAXIS HS 模 型能够较好的完成复杂条件下基坑开挖对周边环境变形影响的数值模拟分析，同时也证明本工程采用的支护及半逆作 施工方法，能够对复杂条件下基坑开挖对周边环境变形的影响起到有效控制作用。
阅读详情工程桩对基坑回弹变形影响的数值模拟分析
基坑开挖过程中的卸荷作用，会导致基坑坑底产生回弹变形，而工程桩的存在对基坑回弹变形的影响不可忽 视。利用有限元软件 PLAXIS 3D，以某长大隧道工程为依托，通过模拟不同工况的计算，研究坑内工程桩对基坑回弹 变形的影响规律。结果表明，坑底工程桩的桩长、桩径、桩刚度在一定范围内对基坑回弹变形有着非常显著的影响， 而超过一定范围后影响并不明显，因此合理选取工程桩参数可以实现对基坑回弹变形的有效控制。
阅读详情矩形管廊顶管施工对邻近管线的影响研究
顶管施工引起的地层移动造成邻近管线产生不均匀沉降甚至破坏，而以往研究顶管、土体与邻近管线相互作 用的有限元方法大多借鉴盾构的模拟方式，未考虑土体变形受到掘进机约束以及顶推的持续扰动作用的影响，造成计 算结果不准确。基于 Plaxis 3D 平台建立管廊、土体及邻近管线相互作用的三维有限元模型，通过土体收缩率模拟地层 损失带来的影响，并结合实测数据提出了适用于顶管施工特点的土体收缩率的确定方法。在此
阅读详情非对称开挖条件下基坑变形性状分析
根据现场实际情况，采用有限元分析软件 PLAXIS，对基坑在不同挖深差和挖深分界面位置不同条件下的非对称开 挖进行了模拟。通过对实际工程进行模拟研究发现，随着挖深差的增加，基坑两侧的地表沉降均增加，开挖深部位的地表沉 降和沉降影响范围均大于开挖较浅处；坑底隆起在界面处发生较大的差异变形，挖深差越大，界面处的差异变形越明显；随 着开挖分界面向较浅侧移动，开挖深部位的隆起变形逐渐趋于稳定，隆起曲线变化趋势向挖深较浅侧增加。通过研究，可以 了解不对称开挖基坑受力及变形的性状和不利因素，从而指导施工，控制不对称开挖的挖深差和界面位置，减少工程风险。
阅读详情多级加筋土高挡墙的工程特性及影响因素
通过８级加筋土高挡墙工程的现场原位监测，研究多级加筋土高挡墙后土体垂直土压力、墙背侧 向土压力以及土工格栅筋材应变分布规律。结果表明：墙后垂直土压力、墙背侧向土压力和筋材应变均与填土 高度成正比。墙后垂直土压力沿筋材方向呈非线性分布，最大值均靠近筋材中后部；墙背侧向土压力的增长速 率随填土高度的增加而逐渐减小；土工格栅筋材沿筋长方向的应变非常小，且大部分呈双峰值分布，第１个峰 值靠近墙面板，第２个峰值远离墙面板。运用 ＰＬＡＸＩＳ２Ｄ软件进行多级加筋土高挡墙施工过程的数值模拟，研究 筋材长度、间距及填料的内摩擦角对多级加筋土高挡墙水平变形特性的影响。结果表明，筋材的长度和间距对 高挡墙水平变形的影响比较显著。
阅读详情非对称局部冲刷条件下组合受荷桩水平承载力分析
冲刷是导致深水桩基失效的重要原因。由于水流具有方向性，冲刷坑常呈非对称形状，这可能会对桩 基产生更不利影响。鉴于此，基于非对称冲刷坑模型求出任意深度处的极限土抗力，得到修正的 p-y 曲线。引入 余弦函数表征径向土压力分布，考虑冲刷效应修正的被动侧桩侧摩阻力、“P-Δ”效应及冲刷引起的自由段变 化，构建桩身挠曲微分方程，提出非对称冲刷条件下组合受荷桩基水平承载力计算方法。通过与室内试验结 果、有限元模拟结果对比验证本文方法的合理性。研究结果表明：采用传统对称冲刷模型与非对称冲刷模型计 算的桩基水平承载力差异显著，且该差异随着桩两侧冲刷坑深度、宽度增大以及坡度减小而愈发明显；冲刷效 应会放大“P-Δ”效应，增大非对称冲刷和传统对称冲刷计算理论之间的差异；被动侧冲刷深度 Sd2 增大使得弯 矩最大值位置不断下移，并与冲刷坑底部的距离减小。
阅读详情顶管注浆压力变化对地层沉降影响机理的离心模型试验
顶管工程同步注浆是减小地层扰动和最终地层沉降的一种重要手段。为研究注浆压力与顶管工程最终地 层沉降的关系，在实际工程中选择合理的注浆压力和注浆量以减小顶管法对周围地层的扰动，为顶管工程同步 注浆技术改进提供理论和试验支持，本文首先从土体颗粒和膨润土分子的结构特征角度对地层和泥浆的互相作 用及沉降机理进行分析，提出4个沉降阶段的理论假设；然后，使用岩土工程离心机和自主研制的顶管工程注浆 模拟系统进行缩尺模型试验，模拟现场不同注浆压力下的顶管顶进，通过对各组试验沉降曲线对比分析，验证理 论分析部分的结论；最后，将试验中的注浆压力等相关参数应用于苏州东汇公园顶管工程，并在现场布置沉降测 点，发现现场监测数据规律与试验结果吻合，进一步验证了本文的结论。研究表明：注浆后的沉降可分为土体塌 陷阶段、渗透失水阶段、泥皮形成阶段和补浆抬升阶段，其中：土体塌陷阶段时间短，沉降速度快；渗透失水阶段 持续时间长，总沉降量大，为地层沉降的主要部分；泥皮形成阶段，膨润土分子在泥浆–地层接触面堆积形成泥皮， 浆液不再大量向地层渗透，使得地层沉降大幅减缓；最后的补浆抬升阶段，泥浆的注浆压力作用于泥皮，对上覆 土产生推力，产生沉降补偿作用。注浆压力和注浆量的大小对最终地层沉降的影响很大，过小的注浆压力和注浆 量会增大土体塌陷和渗透失水造成的地层沉降，而过大的注浆压力产生的过度沉降补偿作用甚至会使地表隆起。 选择合理的注浆压力和注浆量对于控制地层沉降至关重要且效果显著，可应用于现场各类顶管工程。
阅读详情盾构隧道开挖及补偿注浆对地层扰动影响的室内试验及数值模拟研究
针对盾构法施工过程中产生的土体损失，补偿注浆是一种应用广泛的沉降控制措施。通过模型试验及数值模 拟，研究了盾构隧道开挖及补偿注浆对周围土体的扰动影响。将开挖和补偿注浆连续考虑，重点研究了既有土体损失 情况下补偿注浆对地表沉降和周围土体应力的影响规律，研究结果表明，盾构隧道开挖过程中，地表沉降可以用 Peck 公式有效预测，且沉降最大值与土体损失率呈线性关系，隧道周围土体按照应力变化情况分为正拱区、卸荷区、塑性 区。补偿注浆过程中，土体按应力变化情况分为抬升挤压区和正拱补偿区。应用小应变本构模型（HSS）进行数值模拟， 模拟结果与试验规律对应良好，进一步验证了模型试验揭示的隧道开挖和补偿注浆对土体的扰动机理。
阅读详情盾构隧道平行侧穿诱发的建筑纵向沉降实测与模拟分析
当盾构隧道平行侧穿建筑物时，大多关注建筑物的横向沉降规律，对其纵向沉降关注较少。为此，针对盾构隧道平 行侧穿建筑物引发的空间变形开展研究。首先，对天津地铁 6 号线平行侧穿四座结构形式相近的砖混建筑的实测数据进行分 析，得到建筑物基本变形模式；基于工程实测并考虑土体的小应变硬化特性建立三维有限元数值分析模型，研究了盾构侧穿 引发的建筑物纵向挠曲、土体变形与应力变化规律，并分析了不同建筑平面长宽比的影响。结果表明，盾构隧道平行侧穿将 诱发平面长宽比较大的建筑出现“下凹式”挠曲变形，纵墙中部沉降最大可为其角点沉降的 2 倍，平行侧穿并不能简化为平面 应变问题进行分析。建筑物修建和盾构开挖将导致隧道上方土体经历较为复杂的应力变化过程，并可划分为 6 个阶段。沿建 筑纵向基础中部的土体与边缘土体相比，其首先经历更大的压缩变形（建筑施工导致），在盾构穿越后又产生了更大的卸荷 变形。当建筑平面长宽比小于 2 时，盾构开挖导致的纵向挠曲变形将显著减小。
阅读详情