岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (S1): 525-534.doi: 10.16285/j.rsm.2023.0791

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成都膨胀土地区深基坑降雨稳定性分析与变形预测

魏星1,陈睿1,程世涛1, 2,朱明1,王子健2   

  1. 1. 西南交通大学 土木工程学院, 四川 成都 610031;2. 四川交通职业技术学院,四川 成都 611130
  • 收稿日期:2023-06-12 接受日期:2023-08-14 出版日期:2024-09-18 发布日期:2024-09-21
  • 通讯作者: 程世涛,男,1993年生,硕士,助教,主要从事岩土工程数值仿真研究工作。E-mail: chengshitao@163.com
  • 作者简介:魏星,女,1977年生,博士,副教授,主要从事岩土工程相关的科研与教学工作。E-mail: weixinghl@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(No.41977235)

Stability of deep foundation pits in Chengdu expansive soil area with the influence of rainfalls and predictions of deformation

WEI Xing1, CHEN Rui1, CHENG Shi-tao1, 2, ZHU Ming1, WANG Zi-jian2   

  1. 1. School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, Sichuan 610031, China; 2. Sichuan Vocational and Technical College of Communications, Chengdu, Sichuan 611130, China
  • Received:2023-06-12 Accepted:2023-08-14 Online:2024-09-18 Published:2024-09-21
  • Supported by:
    This work was supported by National Natural Science Foundation of China (41977235).

摘要: 成都膨胀土分布广泛,降雨是引发该地区深基坑工程事故的一个重要因素。基于工程实例的调研,分析了降雨入渗作用下排桩支护的成都膨胀土地区深基坑的典型变形失稳过程;总结了基坑常见破坏类型;基于工程实测数据,将基坑水平变形曲线概括为3种类型:陡变型、渐变型和稳定型。根据该地区深基的变形失稳的发展过程以及降雨初期3种不同类型实测水平变形曲线的发展规律,指出成都膨胀土地区深基坑工程的早期的风险防范可以以围护结构的水平变形为依据。基于小波分析、人工神经网络和Copula随机变量相关性分析方法,建立了考虑降雨影响的基坑水平变形预测模型,并对实际深基坑的变形进行了预测,基于预测的变形提前给出了风险预警。变形的预测结果与实测结果具有较好的一致性,初步证实了所提出变形预测模型的有效性。在采用相同的变形预警指标情况下,根据预测变形进行风险预警能够大幅提前预警时间,为优化处理方案提供依据。

关键词: 成都膨胀土, 深基坑, 基坑稳定性, 变形预测, 神经网络

Abstract: Expansive soil is prevalent in the Chengdu area, and rainfall is a significant factor triggering deep foundation pit engineering accidents. Through the investigation of engineering cases, the typical deformation and failure processes of deep foundation pits in the Chengdu area, supported by piles under rainfall infiltration, were analyzed and summarized. The measured horizontal deformation curves of supporting piles in foundation pit engineering were categorized into three types: steep, gradual, and stable types. The early risk prevention of deep foundation pits in Chengdu’s expansive soil area can be based on the horizontal deformation of supporting structures, as indicated by the deformation developments of unstable pits and the three types of measured deformation curves during early rainfall after excavation. Using wavelet analysis, artificial neural networks, and Copula random variable correlation analysis, a prediction model for the horizontal deformation of supporting structures in foundation pits, considering rainfall influence, was established. The actual deformation curves of deep foundation pits were predicted based on this model. Finally, the prediction results enable early risk warnings based on deformation predictions. The predicted deformation results align well with the measured data, preliminarily confirming the validity of the proposed model. Using the same deformation warning index, the risk warning based on predicted deformation can significantly advance the warning time, providing a basis for optimizing the treatment scheme.

Key words: Chengdu expansive soil, deep foundation pits, foundation pit stability, deformation prediction, neural networks

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