岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (4): 1142-1152.doi: 10.16285/j.rsm.2022.00245

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

砂土地层圆形深基坑三维分析与测斜仪测量

HANIFAH Hermil Rizki,RAHARDJO Paulus Pramono,LIM Aswin   

  1. 万隆天主教大学 土木工程系,万隆 40141,印度尼西亚
  • 收稿日期:2022-09-02 接受日期:2022-11-29 出版日期:2023-04-18 发布日期:2023-04-29
  • 通讯作者: LIM Aswin,男,1986年生,博士,副教授,主要从事深基坑开挖方面的工作。E-mail: aswinlim@unpar.ac.id E-mail:hrmilrzki@gmail.com
  • 作者简介:HANIFAH Hermil Rizki,男,1992年生,硕士研究生,主要从事岩土工程方面的研究。

Three-dimensional analysis and inclinometer measurements in deep circular excavation in sand soil

HANIFAH Hermil Rizki, RAHARDJO Paulus Pramono, LIM Aswin   

  1. Department of Civil Engineering, Parahyangan Catholic University, Bandung 40141, Indonesia
  • Received:2022-09-02 Accepted:2022-11-29 Online:2023-04-18 Published:2023-04-29

摘要: 介绍了铁皮坑开挖中测斜仪监测和三维有限元反分析的结果。所研究的铁皮坑为深度27 m、总直径26 m的圆形深基坑,最终开挖面以上土层以砂土为主。每个开挖阶段采用腰梁加固的咬合桩作为挡土墙对基坑进行支护。采用硬化土模型作为土体本构模型,反分析结果表明,桩墙位移的趋势与测斜仪测量的结果接近,最大位移为5.1 mm。案例中胶结土的有效黏聚力c′取决于胶结砂层的厚度,约为50~200 kPa。NSPT为标准贯入试验中分离式取样器打入土体30 cm的锤击数。模拟结果表明,砂土模量约为1 400NSPT~2 000NSPT(单位:kPa),而对于胶结砂,其模量为7 000NSPT。还研究了腰梁和外部荷载对咬合桩变形和受力的影响。结果表明,外部荷载对桩墙位移具有主导作用;同时,腰梁对减少桩墙位移没有明显作用。

关键词: 圆形深基坑, 测斜仪, 反分析, 胶结砂, 三维有限元

Abstract: This paper presents the results of the inclinometer monitoring and back analysis using three-dimensional finite elements in the scale pit deep excavations. Scale pit is a deep circular excavation construction with a depth of −27 m and a total diameter of 26 m. The soil layer above from the final excavation is dominated by a sandy soil layer. The retaining wall construction is a secant pile reinforced with waler beams at each excavation stage. The hardening soil model was used as soil constitutive model. The results of the back analysis show that the trend of wall deflection is close to the results of the inclinometer measurements. The maximum deflection that occurs in the wall is 5.1 mm. The effective cohesion c′ of cemented soil in the case is about 50 to 200 kPa, depend on the depth of cemented sand layer. NSPT is a number of blows for a split-barrel sampler to penetrate 30 cm into the soil during Standard Penetration Test. The soil modulus in sand soil as a result of the modeling is equivalent to 1 400 NSPT to 2 000 NSPT (unit: kPa), while for cemented sand, it is equivalent to 7 000 NSPT. This study also investigated the effect of waler beam installation and external loads on the deformations and forces that acting in the secant pile. In this case, the external load has a dominant effect in the result of wall deflections. Meanwhile, the waler beam has no significant effect for reduce the wall deflection.

Key words: deep circular excavation, inclinometer, back analysis, cemented sand, 3D finite element

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[1] 吴顺川, 马 骏, 程 业, 成子桥, 李建宇, . 平台巴西圆盘研究综述及三维启裂点研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1239-1247.
[2] 李连祥, 刘嘉典, 李克金, 黄亨利, 季相凯, . 济南典型地层HSS参数选取及适用性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4021-4029.
[3] 孙明社,马 涛,申志军,吴 旭,王梦恕,. 复合式衬砌结构中衬砌分担围岩压力比例的研究[J]. , 2018, 39(S1): 437-445.
[4] 王少杰,吕爱钟,张晓莉. 横观各向同性岩体中马蹄形隧洞的位移反分析方法[J]. , 2018, 39(S1): 495-504.
[5] 李建朋,聂庆科,刘泉声,于俊超,. 基于权重反分析的岩溶地面塌陷危险性评价方法研究[J]. , 2018, 39(4): 1395-1400.
[6] 王洪波,张庆松,刘人太,李术才,张乐文,郑 卓,张连震. 基于压水试验的地层渗流场反分析[J]. , 2018, 39(3): 985-992.
[7] 田茂霖,肖洪天,闫强刚,. Hoek-Brown准则岩体力学参数非线性位移反分析[J]. , 2017, 38(S1): 343-350.
[8] 袁艳玲,郭琴琴,周正军,吴震宇,陈建康,姚福海,. 考虑参数相关的高心墙堆石坝材料参数反分析[J]. , 2017, 38(S1): 463-470.
[9] 刘 勇,戚 蓝,李少明,郭浩洋,. 考虑变井阻和涂抹效应的真空预压三维有限元分析[J]. , 2017, 38(5): 1517-1523.
[10] 郑亚飞,张璐璐,张 洁,郑建国,于永堂,. 基于时变监测数据的降雨滑坡多目标随机反分析[J]. , 2017, 38(11): 3371-3377.
[11] 王绪民, 郭 伟, 余 飞,易 朝, 孙 霖,. 营养盐浓度对胶结砂试样物理力学特性试验研究[J]. , 2016, 37(S2): 363-368.
[12] 张志增 ,李小昌 ,王克忠,. 考虑剪应力作用时横观各向同性岩体中圆形巷道位移反分析的惟一性[J]. , 2016, 37(S2): 449-460.
[13] 肖俊华,赵锡宏,. 软土地区深埋桩筏基础沉降实测与反分析[J]. , 2016, 37(6): 1680-1688.
[14] 殷建国 ,黄宏伟 , . 基于盾构隧道纵向沉降的纵向等效刚度反分析[J]. , 2015, 36(S1): 230-234.
[15] 王军祥 ,姜谙男 , . 岩石弹塑性损伤本构模型建立及在隧道工程中的应用[J]. , 2015, 36(4): 1147-1158.
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[1] 黄平路,陈从新,肖国峰,林 健. 复杂地质条件下矿山地下开采地表变形规律的研究[J]. , 2009, 30(10): 3020 -3024 .
[2] 卢萌盟,谢康和,王玉林,蔡 新. 碎石桩复合地基非线性固结解析解[J]. , 2010, 31(6): 1833 -1840 .
[3] 孙 钧,戚玉亮. 隧道围岩稳定性正算反演分析研究 ——以厦门海底隧道穿越风化深槽施工安全监控为例介绍[J]. , 2010, 31(8): 2353 -2360 .
[4] 文海家,张永兴,陈 云. 基于三维地质信息模型的边坡风险分析[J]. , 2009, 30(S2): 367 -370 .
[5] 彭林军 ,赵晓东 ,李术才. 深部开采地表沉陷规律模拟研究[J]. , 2011, 32(6): 1910 -1914 .
[6] 杨志全 ,侯克鹏 ,郭婷婷 ,马 秋. 黏度时变性宾汉体浆液的柱-半球形渗透注浆机制研究[J]. , 2011, 32(9): 2697 -2703 .
[7] 刘艳敏,余宏明,汪 灿,王春磊. 白云岩层中硬石膏岩对隧道结构危害机制研究[J]. , 2011, 32(9): 2704 -2709 .
[8] 冷先伦 ,盛 谦 ,何恩光 ,朱泽奇 ,赵 羽. 南水北调西线TBM掘进下隧洞围岩损伤研究[J]. , 2011, 32(11): 3420 -3431 .
[9] 张忠苗,谢志专,赵玉勃,李慧明. 高临界循环荷载水平下钻孔桩的抗拔性状分析[J]. , 2012, 33(2): 343 -348 .
[10] 邱成春,张孟喜. 水平-竖向加筋饱和砂土动弹性模量试验研究[J]. , 2012, 33(6): 1667 -1672 .