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地下连续墙模拟施工程序

341 2021-06-28 15:48:43

施工程序对墙与土的状态产生影响,实际上可以经常见到。Tcrzaghi 于1963年就指出用支撑进行开挖时的这种 影响。Clough与伍德瓦特(Woodward)于1967年指出如果将施工程序加以适当的分析,就能合理地推算出筑 堤 的 下 沉量。Lambe于1970年阐明了由于开挖所产生的地下水位变化,造成对开挖背面土体下沉的有害影响。

所谓模拟施工程序包括把荷载变化的过程分解为微小的荷载增量,并分析由于各种增量产生的影响,叠加其结果以求得最终的应力与位移状态。

地下连续墙工程有以下工序。首先是应用泥浆护壁进行挖槽。其次用导管浇注混凝土或用水泥与膨润上置换。然后,进行排水,或者进行灌浆,同时进行内部基坑开挖,架设支撑或打入锚杆。这个顺序见图12—11。图中地下 墙 是 以 泥浆护壁工法建造的,其他工序见图自明。对各个工序的模拟化包括整个开挖过程、排水、架设支撑或设置锚杆并施加预应力等。

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另外一些工序,如挖槽,同时将槽内灌满泥浆,浇注混凝土等虽尚未被明确地定义,但在有限单元法分析中可以近似地加以模拟。

(1)开 挖

为模拟开挖而建议的各种方法中最普通的是 由 Clough及邓肯〔Duncan)两人所提出的方法。这种方法在开挖土层、地下岩石以及为了设置结构部件而进行的开挖等方面均显示是正确的。

图12—12所示为模拟地下连续墙前面的第一阶段及第三阶段开挖的结果。在这种情况下,由于把土的模型假定为线性弹性体,故可比较这两者模拟的结果,知其差别很小。

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(2)排水及架设支撑与锚杆

排水及渗透压使作用于网格状单元上的压力变化中,这也是一种持殊情况,但仍能按Clough及Duncan所指出的方法进行模拟。

架设支撑及施加预应力的锚杆是能够按1973 年 Clough及Tsui 等研究者所发表的分析方法来模拟,已经有对于应用锚杆的地下连续增进行充分研究的适当实例。

(3)初始状态

作用于地下连续墙背面的初始静止土压的计算是非常困难的。而且在狭窄的深槽中施工地下墙时,这种土压会随时发生变化。

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关于使用泥浆护壁工法的影响,可以从图12—13加以讨论。图12---13表示用有限单元法分析模拟挖槽及浇注混凝土的结果。假定浇注的混凝土为流体。挖槽前的地下初始应力处于静土压状态,即K。=0.5。可以认为由于浇注塑性流休性质的混凝土所引起的侧压要比初始静止侧压高得多。如果这种侧压并没有由于以后混凝土所发生的收缩而减小,那末地下墙也许将受到相当于K=1.5的侧压或者相当于静止 土玉 三倍的初始侧压。

即使不了解正确的收缩量,但这种收缩可使侧压多少有所缓和。

关于因挖槽及浇注混凝土所引起的影响的实测资料尚不多见,1972年Dihiago 与Roti 以及同年 Dibiago 与迈伏尔(Myvoll)等提出了若干在粘土地层内挖槽及浇注混 凝 土的影响的现场调查,服告。从观察所得到的主要情况是。 由海凝土所引起的侧压远比将混凝土作为流体的静压力为小。

(4)边界条件

为了分析地下连续墙而规定各种边界条件。其中尤其对于将土与混凝土的接触面的情况加以模拟,有限单元法是最为合适的。

把泥浆注入沟槽中,泥浆就会渗透到槽壁附近的土里,产生已在第二章中所说的凝胶化。其渗透范围则根据土的渗水性从几厘米到几十厘来间。

在接触面上剪切应力-位移活动及强度均受膨润土 膜 的影响,其程度则随泥浆的类型而异。在灌满以膨润上和以硅酸盐为基本成份的泥浆的槽内,施工就地灌注桩,进行拔出试验,结果表明,后者的情况比前可提高40%以上的抗拔强度(据Eide、Aas及Josang1972年的资料)。

采用 研究实例所发表的方法,这种接触面是可以用有限单元法子以完善地模拟的。

此外,还必须进一步弄清楚接触面的性质,为了了解位移形式及其大小也需要更多的资料。