PLAXIS 应用案例 · 第 8 页
PLAXIS 应用案例、建模方法与工程分析实践。
盾构隧道下穿老旧建筑物群微沉降控制技术研究
中心城区盾构隧道下穿老旧建筑物的沉降控制是盾构施工的焦点问题。通常沉降控制方法是通过地表沉降监 测数据，决定是否进行二次注浆，但地表及建筑物变形早已发生。为了弥补传统方法沉降处置滞后的不足，提出了“微 沉降”施工控制技术，开发了壁后注浆雷达实时检测系统与自动化监测预警平台，在地表沉降发生之前及时注浆填充 地层损失的空隙，防止地表沉降，保证老旧建筑物安全。济南轨道交通 R3 线王—裴区间隧道下穿越的老旧建筑物群， 建造时间多为 20 世纪 70—80 年代，部分墙体风化严重，大大增加了地表沉降控制、建筑物保护难度。首先，利用三 维有限元软件，对隧道下穿苏宁大楼和农业银行进行三维数值模拟，认为适当增加注浆压力可以有效减小地表沉降值， 模拟结果与监测数据较为吻合。其次，为了掌握壁后注浆质量，控制隧道下穿化肥厂宿舍楼时的地表变形，开发了壁 后注浆雷达实时检测技术，在衬砌拼装间隙检测注浆质量，动态调整注浆压力及注浆量，有效控制了地表沉降。同时， 项目采用自动化监测和人工监测联合的监测方案，实时监测建筑及地表变形，并通过移动端手机应用实时掌握变形情 况，可及时采取措施。利用雷达实时检测结果与地表监测结果，地上地下联动，地表沉降被控制在 5 mm 之内，最终基 本实现了“微沉降”的目标，建筑物得到了良好的保护。
阅读详情多层软弱夹层边坡岩体破坏机制与稳定性研究
以大量的实际工程为基础，基于 Sarma 极限平衡法和有限元强度折减法探讨层状岩质边坡在不同岩层倾角 θ、边坡 坡角 β、结构面间距 h 条件下的安全系数与破坏面位置的变化规律，揭示复杂多层软弱夹层边坡岩体的破坏机制及稳定性特 征。结果表明：不同 θ 条件下边坡岩体失稳机制和破坏面位置不同，随着 θ 的增大，破坏机制表现为滑移破坏→滑劈破坏→ 崩塌破坏→倾倒破坏→滑移破坏；当 β、h 一定时，直立层状边坡的稳定性略大于水平层状边坡，反倾向边坡的稳定性明显 大于顺层边坡；β 直接影响边坡岩体破坏特征，当 β 由 30°增大至 60°时，顺层边坡的安全系数约降低 53%；反倾向层状边坡 的安全系数约降低 40%；h 对边坡岩体破坏机制的影响较小，但对稳定性的影响较大，建议工程实践中加强密集结构面岩质 边坡的监测和加固工作。
阅读详情大型地下通道开挖对下卧地铁隧道上浮影响
为了研究地下通道明挖施工对地铁隧道上浮的影响，基于地铁隧道上浮变形实测数据，分析地下通道开挖 过程中下卧地铁隧道上浮变形的统计规律．采用小应变硬化土模型，开展二维有限元数值模拟，研究地下通道开挖 过程中下卧隧道的上浮规律．结果表明，在地下通道基坑的开挖过程中，下卧地铁隧道的上浮变形与卸载率近似呈 线性关系；基底不同水平位置隧道上浮变形连成的包线随着卸载率的增加，由直线型发展为抛物线型，最 终 呈 双 峰线型．
阅读详情带有两端防渗墙坝基的各向异性渗流解析解
由于目前在坝基设计中通常需要设置两个或两个以上防渗墙，对带有两端防渗墙的坝基各向异性稳态渗流进行了解 析研究，将土体分为 4 个规则的区域，采用坐标变换将各向异性土层转换成等效各向同性土层，利用分离变量法将 4 个区域 内的水头分布表示为级数解的形式，结合区域间的连续条件得出带有两端防渗墙的坝基各向异性渗流场显式解析解。将解析 解退化到各向同性情况下的渗流量、坝底扬压力与保角变换解析解和数值计算结果进行对比，各向异性情况下的水头值与有 限元软件计算结果进行对比，结果均吻合较好，验证了解析解的正确性，且相比于保角变换解析解具有更高精度。最后对坝 基渗流场进行了参数分析，发现土体各向异性对坝基渗流有着不可忽略的影响，其他条件相同的情况下，竖直渗透系数与水 平渗透系数比值较大土体的渗流量和出口梯度会小于竖直渗透系数与水平渗透系数比值较小的土体，竖直渗透系数与水平渗 透系数比值较大的土体的最大扬压力会大于竖直渗透系数与水平渗透系数比值较小的土体。
阅读详情地表超载对地铁盾构隧道的影响分析
针对地表超载导致的隧道竖向土压力问题，参照室内模型试验的隧道结构变形与土压力实测结果，建立了有限元模 型。在地表超载作用下，分析了隧道穿越土层与隧道上覆土层的压缩性能对隧道周围土压力与结构变形的影响。结果表明： 隧道穿越土层的压缩模量越小，地表超载作用导致的隧道竖向土压力越大，且对应的隧道水平土压力越小，隧道结构越容易 发生横椭圆变形；隧道上覆土层的压缩模量越小，地表超载作用导致的竖向土压力越小，隧道结构发生的变形也越小；在软 土地区地表堆土（超载）导致的隧道竖向土压力要大于按土柱理论计算所得的隧道竖向土压力。研究结果可为软土地区地铁 盾构隧道设计与运营期管控提供参考依据。
阅读详情地表超载作用下盾构隧道劣化机理与特性
对某软土地区地铁盾构隧道进行了调研与分析，发现盾构隧道在现有计算理论所允许的地表超载作用下极易 发生横向变形超限，并引发管片纵缝接头破损与渗漏水，对此展开了模型试验、数值仿真及理论分析。研究表明：地 表均布超载导致的隧道附加竖向土压力并不是均匀分布，且在隧道中心正上方一定范围内要大于地表均布超载；隧道 的穿越土层越软弱，地表超载导致的隧道周围附加土压力对隧道结构抵抗横向变形越不利；隧道发生横椭圆变形过程 中，管片纵缝接头是管片环中的最薄弱部位。最后提出了软土地区盾构隧道采用“刚性衬砌”的设计理念，并给出了 加大管片纵缝接头强度与刚度的建议。
阅读详情地表临时堆载诱发下既有盾构隧道纵向变形分析
违规临时地表堆载将引起地层附加应力，对既有盾构隧道产生不利的影响，严重者将导致隧道结构破坏。现有方法 多是将隧道简化为搁置于 Winkler 地基的 Euler-Bernoulli 梁，不能考虑隧道的剪切变形和隧道埋深对基床反力系数的影响。 针对既有研究的不足，提出考虑隧道剪切效应和隧道埋深的地表堆载下既有盾构隧道变形和受力的简化解析解。将既有盾构 隧道简化为搁置于 Winkler 地基的 Timoshenko 梁，地基反力系数考虑隧道埋深的影响。通过三维有限元模型和已发表工程 案例的实测数据，验证所提方法的正确性及适用性。通过参数分析发现，在荷载中心与隧道中心距离较近情况下，浅埋盾构 隧道将发生较大的沉降变形；提高等效抗弯刚度和基床反力系数可以减少隧道沉降变形。而增大等效剪切刚度对隧道的沉降 变形贡献较小，但是可以明显减小管片之间的错台变形。该研究成果可为合理预测地表堆载对既有盾构隧道的影响提供一定 的理论支持。
阅读详情堤坝软土碎石桩复合地基计算参数研究
目前确定碎石桩复合地基参数时，工程界常采用碎石与原状土参数按平面面积占比叠加的简化方法进行计算，对其 适用条件较少关注。以卢旺达那巴龙格河二号水电站高土石坝深厚覆盖层软弱地基处理项目为背景，基于 PLAXIS 有限元平 台，对不同面积置换率下含碎石芯软黏土复合试样进行三轴固结排水试验数值模拟，经室内三轴试验验证了数值模拟方案的 合理性。对软土碎石桩复合地基的桩-土作用机制和土体硬化模型计算参数进行研究，将所获参数应用于坝基的变形分析， 并与传统参数叠加法和碎石桩墙法进行对比。结果表明：采用数值复合试样法确定的土石坝软土碎石桩复合地基参数是合理 的，在计算复合地基沉降时误差小；传统参数叠加法低估了软土碎石桩复合地基的沉降，仅适用于低应力水平、高面积置换 率的情况，并且会高估复合地基的强度参数。采用数值复合试样法参数对坝基变形的二维有限元分析表明，根据坝体高度不 同采取不同置换率的碎石桩分区加固地基的优化方案是可行的。
阅读详情不同围护结构变形模式对坑外既有隧道变形影响的对比分析
随着越来越多的地铁建成并投入运营，既有地下隧道受邻近基坑施工的影响及控制成为越来越重要的问题。 通过建立考虑土体小应变的有限元模型，针对 4 种典型围护结构变形模式引起的坑外不同位置处隧道变形特点以及位 移影响范围进行分析，结果表明：在围护结构最大变形相同而变形模式不同的情况下，坑外既有隧道的变形也会存在 较大的差异。根据隧道拱顶拱底的竖向变形特点，可将基坑外不同位置的隧道根据其变形分为沉降区、变形过渡区及 隆起区。悬臂型模式对坑外隧道的位移影响范围最小，内凸型与复合型模式影响范围基本相同，分布大于悬臂型，而 踢脚型模式下范围最大。在实际工程中除控制围护结构最大变形值外，尚应根据周围环境特点合理控制围护结构变形 模式，并尽可能避免出现踢脚模式变形。
阅读详情侧向土体影响下盾构隧道引起上覆管线变形
目前盾构隧道开挖对邻近管线影响的理论研究一般基于 Winkler 地基模型和 Pasternak 地基模型，较少考虑 精度更高的 Kerr 地基模型及管线侧向土体影响对管线变形的约束作用. 将管线简化成 Euler-Bernoulli 梁搁置在 Kerr 地基模型上，利用差分法得到盾构隧道引起上覆管线竖向位移半解析解，在此基础上进一步推导考虑管线 侧向土体影响的 Kerr 地基模型差分解. 通过与已有工程案例和离心机数据对比，验证 Kerr 地基模型相比于其他 地基模型的优越性，也验证了考虑管线侧向土体影响的 Kerr 地基模型计算结果更加符合实测数据. 参数分析表 明, 随着隧道开挖地层损失率和土体弹性模量的增大，管线的竖向位移和弯矩均增大；随着管线与隧道夹角的增 大，管线的竖向位移和弯矩均减小.
阅读详情成层土中基坑二维稳态渗流场解析解研究
成层土中基坑渗流场与均质土层中渗流场有较大差别，最有可能发生突涌事故的位置也不同，因此准确确定成层 土中基坑二维稳态渗流场是基础工程建设中的重要课题。针对成层土中基坑稳态渗流问题，将基坑周围土体按成层条件划 分为多个区域，采用叠加原理和分离变量法给出各区域水头分布的级数形式解，根据各区域间连续条件和傅里叶级数正交 性求得成层土中基坑二维稳态渗流场水头分布的显式解析解。将解析解计算得到的水头分布、挡墙水压力与有限元软件计 算结果进行验证，并将解析解退化为单层土形式与半解析解进行对比，结果吻合较好，验证了解析解的正确性和有效性。 将解析解与考虑水土相互作用的水压计算方法和等效渗透系数方法进行对比，基于解析解进一步给出计算基坑内出逸比降、 挡墙水压力和抗突涌安全系数的计算公式，并结合工程案例分别采用解析方法和等效渗透系数方法对成层土中基坑的抗突 涌性能进行分析对比。研究结果表明：解析解在求解成层土中基坑渗流场时更贴合实际情况；考虑不同土层间渗透系数差 异时，水头在渗透性较差的土层中变化更快；上层土体渗透系数较小时，在土层分界面处发生突涌的风险比挡墙底部更 大；等效渗透系数方法在求解某些成层土基坑渗流场时误差较大。
阅读详情大位移滑坡形态的物质点法模拟
滑坡是一典型的动力大变形过程，对这种变形很大的问题如欲模拟其变形后的形态，应用传统有限元法会遇 到较大困难。应用物质点法这一较新的数值方法对一高边坡发生滑坡的全过程进行了动态模拟分析，同时结合这一分 析对大位移滑坡过程进行了讨论。首先将黏性阻尼与运动阻尼相结合，应用动态松弛技术生成边坡初始应力场，初始 应力场与有限元计算结果相符。接着将土体黏聚力降为 0，诱导稳定边坡滑坡。滑坡模拟过程表明，滑动面的位置和曲 率在滑动过程中均不断变化，滑动模式由转动滑动向平动滑动转变，最终形成的稳定边坡坡角小于土体内摩擦角。
阅读详情“一桩两用”新型支护结构在某深基坑支护中的 应用分析
兰州地区某深基坑工程，周边环境复杂施工空间小，针对主楼基础桩已施工且地下车库后开挖的特殊情况 下，提出将临近已施工多排基础桩作为地下车库基坑支护桩的构想，并建立了相关的理论计算模型。计算基坑开 挖过程中这种新型支护结构的内力及变形。同时，借助有限元验证了计算模型的可靠性并与现场实际监测数据进 行对比分析。结果表明，“一桩两用”新型支护形式能极大的节约场地空间；基础群桩作为多排支护桩时能更有效 的控制土体位移及围护结构变形；与传统的桩锚支护结构相比，该新型支护结构更加经济节约，避免了单纯意义 上大量支护桩的施工，有效地节约了时间和材料成本，成功的做到了“一桩两用”，充分体现了该新型支护结构巨 大的优越性，可为本地区同类深基坑工程支护提供一定的借鉴和参考。
阅读详情DMC复合地基工后沉降可靠性分析及设计优化
针对确定性分析方法进行水泥土搅拌桩 (DMC) 复合地基工后沉降控制存在一定风险的问题，基于 Monte Carlo dropout 神经网络 (ANN_MCD) 架构的随机变换，利用模型输出随机性表征土体参数的不确定性. 结合有限元 与代理模型，开展考虑土体参数不确定性的 DMC 复合地基工后沉降高效计算，获得不同桩长、桩径、桩间距、垫 层厚度参数组合下的工后沉降概率分布. 以路基正常使用极限状态下的目标可靠指标，确定工后沉降界限值，建 立沉降与地基处理成本的非线性映射关系，结合成本效能指标进行结构设计优化. 研究表明，ANN_MCD 模型可 以依据地基软黏土塑性指数 Ip，推演修正剑桥模型参数的不确定性，预测参数的 95% 置信区间与试验值吻合良 好. 利用土体与结构参数独立进行特征提取的双输入层 ANN 代理模型，可以有效地避免网络结构冗余，实现 DMC 复合地基工后沉降 S 的高效高精度预测. S 与最低建造成本符合 Logistic 曲线形式，成本效能分界值 Cv 位于 曲率最大点，设计优化方案应位于成本≤Cv 的高效费比区.
阅读详情Ｐａｓｔｅｒｎａｋ地基降水对邻近管线影响的解析研究
基于 Ｐａｓｔｅｒｎａｋ弹性地基梁理论，结合土的有效应力原理和 Ｄｕｐｕｉｔ假设，推导了砂土地层 单井降水引起邻近管线变形的解析解．算例解析计算结果与抽水试验及数值模拟结果吻合较好，验 证了其准确性，在此基础上深入分析了管线受力变形的影响参数．结 果 表 明：研 究 管－土 相 互 作 用 时，土中剪力的影响不应被忽略，管线变形范围与降水影响半径大致相等．降水深度、管线与降水井 距离对管线变形及受力有较大影响，且存在临界降深，使得管线变形及受力发生较大转变．到达临 界降深前，管线变形和弯矩最大值位于管线中心，随降深增大而增大．超过临界降深后，管线弯矩最 大值会随降深增大由管线中心向外偏移，出现两个弯矩峰值，位于水位线与管线相交处．研究成果 可为相关工程的管线防护提供参考．
阅读详情饱和黏土中抗拔桩上限承载力分析及土塞效应
构造了抗拔桩上限分析机构，对饱和黏土中闭口桩与开口管桩抗拔承载力进行了上限计算，通过与弹塑性有限元、 下限法及 API 方法进行对比说明了其合理性，并与实测资料对比验证了此方法的可靠性。研究了长径比、桩壁粗糙程度、土 体强度非均匀性和土塞高度对抗拔承载力的影响，拟合出了闭口桩的抗拔净承载力预测公式。主要结果表明：对于闭口桩， 归一化的抗拔净承载系数和单桩长径比之间近似呈线性关系。对于开口管桩，开口管桩抗拔净承载力系数与闭口桩抗拔净承 载力系数的比值随长径比的增大有增大的趋势；管桩抗拔净承载力系数随着土塞高度的增加而增加，土塞对管桩的抗拔承载 力有不可忽略的影响。
阅读详情不排水条件下反压土支护悬臂挡墙的稳定分析
反压土支护悬臂挡墙在基坑工程中得到了广泛的应用，但是规范并未给出设计方法，而现有的反压土支 护分析方法往往采用人为指定的滑裂面进行分析或是计算方法繁琐。为此，基于库伦滑动楔形分析和强度折减法 给出不排水条件下反压土支护时悬臂挡墙两侧简化土压力分布，再根据该土压力分布计算嵌固稳定安全系数。滑 动楔形分析的结果表明反压土支护时开挖侧的滑裂面并非传统的朗肯被动滑裂面，而是从上到下分为三段，分别 通过反压土斜面、反压土右端点和水平开挖面。所提方法能够考虑土墙之间剪力，计算结果与有限元吻合较好。 最后，基于该方法研究了反压土尺寸、挡墙嵌入比对安全系数的影响。
阅读详情基于GeoStudio和PLAXIS的边坡稳定性分析
基于GeoStudio和PLAXIS的边坡稳定性分析集成方法如何帮助工程师更高效地工作，提取更好的见解，并执行更好的项目？介绍在采矿中，边坡稳定性既是一个安全问题，也是一个经济问题。坍塌的斜坡会使工人处于真正的危险之中。此外，像这样的灾难性事件可能会使采矿作业陷入停顿，并严重降低盈利能力。这种事件在大型露天矿坑中尤其令人担忧，这些矿坑往往稳定性较差，更容易坍塌。 边坡稳定性一直是人们关注的领
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