基于监测反馈与三维数值计算的大坝安全实时评判系统研发与应用

1

作者 王祥 蒋煌斌 +1 位作者 梁经纬 姜楚 《水利水电快报》 2024年第12期136-142,共7页

湖南省水库大坝建设数量居国内首位,对数量及类型众多的水库大坝安全状态进行实时高效的管控和评判是水利管理的一大难题。为构建集监测分析、模拟仿真、安全评估于一体的全流程、可视化、数字化的大坝安全实时评价系统,结合大坝监测数... 湖南省水库大坝建设数量居国内首位,对数量及类型众多的水库大坝安全状态进行实时高效的管控和评判是水利管理的一大难题。为构建集监测分析、模拟仿真、安全评估于一体的全流程、可视化、数字化的大坝安全实时评价系统,结合大坝监测数据与三维建模分析技术对大坝的安全状态进行综合评判,研发了基于监测反馈与三维数值计算的大坝安全实时评判系统,并在湖南省六都寨水库中应用,实现了水库大坝安全状态可感知、能评判、早预警,并实时在线展示其状态,有效提高大坝安全管理效率。研究成果可为类似工程监测管理提供参考。 展开更多

关键词 水库大坝 安全评判系统 监测反馈 三维数值计算 六都寨水库

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大型煤粉锅炉炉膛传热工程化三维数值计算方法及其应用 被引量：11

2

作者 董芄 洪梅 秦裕琨 《动力工程》 CSCD 2000年第2期606-610,共5页

针对目前大型煤粉锅炉屏区热力计算不准确的问题,提出了上下炉膛分体耦合的炉膛传热计算模型,并且应用此模型和二阶假想面法建立了大型煤粉锅炉炉膛传热工程化三维数值计算方法。

关键词 煤粉锅炉 炉膛 传热 三维数值计算

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非稳态不可压缩自由表面粘性流体的三维数值计算

3

作者 刘俊成 介万奇 +1 位作者 吕依礼 周尧和 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期110-114,共5页

扩展了相对体积算法，计算了变速旋转的敞口圆筒内水的真实非稳态流动。采用了原始变量、交错非等分网格和显式迭代。计算结果与实验现象相吻合。当圆筒长时间等速旋转，其内流体与筒体一起作刚性旋转时，计算自由表面形状与流体力学理... 扩展了相对体积算法，计算了变速旋转的敞口圆筒内水的真实非稳态流动。采用了原始变量、交错非等分网格和显式迭代。计算结果与实验现象相吻合。当圆筒长时间等速旋转，其内流体与筒体一起作刚性旋转时，计算自由表面形状与流体力学理论公式的预言吻合得很好。 展开更多

关键词 非稳态 不可压缩流体 自由表面 粘性流体 三维数值计算

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调压室阻抗孔修圆三维数值计算

4

作者 凡家异 鞠小明 +2 位作者 陈云良 张玉润 吴旭敏 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2012年第5期20-23,51,共5页

为实现物理模型与数值计算的互补,采用k-ε紊流数学模型对阻抗孔修圆进行三维数值计算,得到阻抗孔与调压室底板连接处和与底部流道连接处不同修圆半径时流入、流出大井的阻抗系数,并将阻抗孔未修圆时的计算值与实测值进行对比分析。计... 为实现物理模型与数值计算的互补,采用k-ε紊流数学模型对阻抗孔修圆进行三维数值计算,得到阻抗孔与调压室底板连接处和与底部流道连接处不同修圆半径时流入、流出大井的阻抗系数,并将阻抗孔未修圆时的计算值与实测值进行对比分析。计算结果表明:阻抗孔未修圆时水流进入阻抗孔后发生突缩,流速分布不均,中间大、周边小,阻抗系数相对较大;阻抗孔修圆后突缩效应明显减弱,水流较为平顺、均匀,阻抗系数明显减小。阻抗孔修圆优化减小了突缩损失,能够有效减小阻抗系数,即可增大阻抗孔的流量系数。 展开更多

关键词 调压室 阻抗孔 阻抗系数 修圆优化 k-ε紊流数学模型 三维数值计算

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列车交会压力波三维数值的计算 被引量：31

5

作者 田红旗 贺德馨 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期18-22,共5页

采用求解三维可压缩非定常 N- S方程的方法 ,对列车交会问题进行数值模拟计算 ,该方法可以用于解决两交会列车外形及运行速度完全不相同的流场数值计算情况。采用分区计算的方法解决同一流场区域内包含两相对运行列车的问题 ;用不断进... 采用求解三维可压缩非定常 N- S方程的方法 ,对列车交会问题进行数值模拟计算 ,该方法可以用于解决两交会列车外形及运行速度完全不相同的流场数值计算情况。采用分区计算的方法解决同一流场区域内包含两相对运行列车的问题 ;用不断进行数据交换的方法解决列车与列车、列车与流场之间的相对运动问题 ;采用 CAD技术生成网格。同类情况下计算结果与试验结果比较相差小于 10 %。 展开更多

关键词 列车交会压力波 三维数值计算 分区计算 网格生成 高速铁路 铁路提速

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桩承式路堤土拱效应的三维数值模拟 被引量：20

6

作者 余闯 刘松玉 +2 位作者 杜广印 杨昭宇 吴荷君 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期58-62,共5页

结合模型试验结果,建立了三维有限元数值模型,对桩承式路堤中土体竖向应力分布规律进行了分析,计算结果和实测结果具有很好的一致性,而且反映出了土体竖向应力随深度的分布规律、土拱作用机理以及土拱的作用范围.模型试验和计算结果显示... 结合模型试验结果,建立了三维有限元数值模型,对桩承式路堤中土体竖向应力分布规律进行了分析,计算结果和实测结果具有很好的一致性,而且反映出了土体竖向应力随深度的分布规律、土拱作用机理以及土拱的作用范围.模型试验和计算结果显示:桩承式路堤中土拱内部竖向应力随深度非线性减小,而土拱上部路堤中土体应力随深度近似线性增加.研究还发现,随着荷载水平和桩体-桩间土沉降差的变化,土拱的发生区域也在变化,实际土拱作用的影响范围在路堤底面以上约1倍桩间距的区域,要大于目前理论解答所做的假设. 展开更多

关键词 桩承式路堤 土拱效应 三维数值计算 竖向应力

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地埋管地源热泵岩土热响应试验相关技术全尺寸三维数值分析 被引量：10

7

作者 官燕玲 孟庆龙 +1 位作者 江超 赵民 《暖通空调》 北大核心 2012年第11期138-142,共5页

结合试验数据,建立了地埋管地源热泵岩土热响应试验的全尺寸三维数值计算模型,并进行了试验验证。对岩土热响应试验中的相关技术问题进行了研究,结果表明,用放热或取热不同的方法进行热响应试验,其结果基本相同;舍去岩土热响应试验初始... 结合试验数据,建立了地埋管地源热泵岩土热响应试验的全尺寸三维数值计算模型,并进行了试验验证。对岩土热响应试验中的相关技术问题进行了研究,结果表明,用放热或取热不同的方法进行热响应试验,其结果基本相同;舍去岩土热响应试验初始时刻的值对计算结果没有明显的改善;停止加热后,地埋管周围岩土的温度恢复主要集中在前2d。 展开更多

关键词 地埋管地源热泵 岩土热响应试验 全尺寸三维数值计算 温度恢复

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深埋隧道坚硬围岩变形特征三维数值分析 被引量：3

8

作者 苏三庆 崔峰 +3 位作者 曹建涛 高崇霖 刘宝许 王巍 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2011年第3期276-280,共5页

秦岭终南山公路隧道埋深大,地质环境复杂,2号竖井下洞群多次跨越既有公路与铁路隧道,结构尺寸多变,受力复杂;岩爆频发;滑坡、塌方和冒落等严重制约通风及建设效率。基于现场工程与地质特征分析,采用三维数值计算,对东线隧道和西线隧道... 秦岭终南山公路隧道埋深大,地质环境复杂,2号竖井下洞群多次跨越既有公路与铁路隧道,结构尺寸多变,受力复杂;岩爆频发;滑坡、塌方和冒落等严重制约通风及建设效率。基于现场工程与地质特征分析,采用三维数值计算,对东线隧道和西线隧道交叉点的稳定性对比分析,为隧道及洞群优化设计提供科学的定量化依据。 展开更多

关键词 秦岭终南山公路隧道 坚硬围岩 三维数值计算 变形分析

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广深港高铁深港隧道下穿地铁1号线PBCRD工法数值计算研究 被引量：6

9

作者 陈建桦 肖明清 《铁道标准设计》 北大核心 2018年第7期102-108,共7页

依据某大断面隧道工程在富水软弱地层中下穿地铁及地下商业街,通过Midas-GTS数值模拟,研究分析先墙后拱交叉中隔壁法(即PBCRD工法)进行近接工程施工的安全性。研究结果表明:该工法能够有效控制位移,保证运营地铁及地下商业街安全,且大... 依据某大断面隧道工程在富水软弱地层中下穿地铁及地下商业街,通过Midas-GTS数值模拟,研究分析先墙后拱交叉中隔壁法(即PBCRD工法)进行近接工程施工的安全性。研究结果表明:该工法能够有效控制位移,保证运营地铁及地下商业街安全,且大断面隧道初期支护、临时支撑与二次衬砌内力在安全范围内。根据分析结果提出施工对策:应采用高压水平旋喷桩改良地层;及时封闭掌子面,并及时施作初期支护;针对桩基侵入新建隧道的情况制定详细的处理方案。采用PBCRD法施工的结构整体性较强,受力转换过程较少,施工空间较大,导洞空间大,二次衬砌工序减少。同时在保证隧道施工安全快速的前提下,也能够保证近接建筑物的安全。 展开更多

关键词 铁路隧道 先墙后拱交叉中隔壁法 三维数值计算 近接工程 设计对策

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微球聚焦有限元数值计算中的预处理技术研究 被引量：2

10

作者 王晓鹏 仵杰 +1 位作者 刘春雅 张甜甜 《测井技术》 CAS CSCD 2007年第2期124-127,共4页

针对微球聚焦测井仪器的测井预处理响应,在分析有限元数值计算方法的基础上,研究了自动网格剖分和自动节点编号预处理技术。在1/2空间三角形网格剖分中,采用极板对称轴对称分割的方法,提高了计算电位的对称性和计算精度。在网格自动编号... 针对微球聚焦测井仪器的测井预处理响应,在分析有限元数值计算方法的基础上,研究了自动网格剖分和自动节点编号预处理技术。在1/2空间三角形网格剖分中,采用极板对称轴对称分割的方法,提高了计算电位的对称性和计算精度。在网格自动编号中,提出了根据电极结构对求解区域分块的思想,保证电极的编号连续,满足有限元数值计算中等位面处理的要求。通过计算仪器常数、无侵和有侵地层模型验证了所设计预处理程序的有效性。 展开更多

关键词 微球形聚焦测井 三维有限元数值计算 自动网格剖分 自动节点编号

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深基坑双排桩支护结构的三维数值模拟分析

11

作者 葛世伟 《交通世界》 2016年第22期100-103,共4页

应用FLAC^(3D)有限元软件,结合实际工程,构建双排桩、锚杆及混凝土衬砌复合支护结构,模拟深基坑的分步开挖支护,分析了深基坑分步开挖过程中基坑及周围土体位移、桩身挠曲变形特征。研究结果表明:连梁使前、后排桩互起拉锚作用,两者变... 应用FLAC^(3D)有限元软件,结合实际工程,构建双排桩、锚杆及混凝土衬砌复合支护结构,模拟深基坑的分步开挖支护,分析了深基坑分步开挖过程中基坑及周围土体位移、桩身挠曲变形特征。研究结果表明:连梁使前、后排桩互起拉锚作用,两者变形规律类似,但前排桩的变形稍显著于后排桩;随着开挖深度的增加,双排桩的变形愈发明显,桩身反弯点大致位于开挖深度处。 展开更多

关键词 深基坑 双排桩支护结构 三维数值计算

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岩滩水电站三维地质建模技术研究 被引量：11

12

作者 王长海 黄维强 +1 位作者 李辉 许国 《水力发电》 北大核心 2010年第12期11-14,共4页

以岩滩水电站为例,分析了三维地质建模中的自由曲面构建、齐全的数据接口以及DSI离散内插方法,不同地质对象的建立和数据表达,与数值计算相结合的技术等几个关键问题。将以上技术应用于岩滩水电站的三维地质模型,结果表明,该模型在显示... 以岩滩水电站为例,分析了三维地质建模中的自由曲面构建、齐全的数据接口以及DSI离散内插方法,不同地质对象的建立和数据表达,与数值计算相结合的技术等几个关键问题。将以上技术应用于岩滩水电站的三维地质模型,结果表明,该模型在显示、成图分析及三维数值计算等方面均取得了较好的效果。 展开更多

关键词 岩滩水电站 三维地质建模技术 HYDROPOWER Station Modeling 三维数值计算 三维地质模型 数据接口 数据表达 曲面构建 内插方法 技术应用 关键问题 图分析 地质对象 自由 离散 结果 DSI

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大江河口三维非线性斜压水流盐度数学模型 被引量：7

13

作者 诸裕良 严以新 芽丽华 《水利水运科学研究》 CSCD 1998年第2期129-138,共10页

本文建立了河口三维非线性斜压水流盐度数学模型。该模型通过。坐标变换，使整个水域垂直方向可采用相同的分层。基于过程分裂法，将三维流动分成表面重力波（外模式）和内重力波（肉模式）。外模式采用改进型双步全隐有限差分DSI法进... 本文建立了河口三维非线性斜压水流盐度数学模型。该模型通过。坐标变换，使整个水域垂直方向可采用相同的分层。基于过程分裂法，将三维流动分成表面重力波（外模式）和内重力波（肉模式）。外模式采用改进型双步全隐有限差分DSI法进行计算，内模式利用欧拉-拉格朗日公式，改进三维垂直方向隐式格式，减小了数值耗数，提高了计算精度及稳定性。该模型应用于长江口三维盐水入侵计算，结果表明水流盐度分布与实测一致。 展开更多

关键词 盐水入侵 Σ坐标 三维数值计算 河口 水流盐度

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动桨射流数值模拟 被引量：1

14

作者 张玉倩 曾剑锋 +2 位作者 张弘强 张星烨 王志纯 《水道港口》 2018年第3期294-300,共7页

船舶航行过程中,螺旋桨推动船体并随之一起运动。为了准确模拟推进过程中的螺旋桨射流,文章区别于常规的稳态分析方法,采用CFD软件FLUENT并基于UDF及动网格技术,对动桨射流进行三维数值计算。其中,湍流通过RNG k-ε模式进行模拟,多相流... 船舶航行过程中,螺旋桨推动船体并随之一起运动。为了准确模拟推进过程中的螺旋桨射流,文章区别于常规的稳态分析方法,采用CFD软件FLUENT并基于UDF及动网格技术,对动桨射流进行三维数值计算。其中,湍流通过RNG k-ε模式进行模拟,多相流通过VOF模式进行模拟。并且,文章基于PIV流场测量系统进行了自航船模螺旋桨射流的物模试验,验证了数值计算方法的可行性。结果表明:文章提出的数值计算方法能够较好地模拟动桨射流变化,模拟成果可为研究动桨射流的三维变化过程提供理论依据。 展开更多

关键词 动桨射流 三维数值计算 物模试验

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深基坑在组合支护下的三维模拟及监测分析 被引量：3

15

作者 何志勇 王贤能 《路基工程》 2014年第5期149-152,157,共5页

深圳汉国深基坑工程,为确保安全,采用了桩撑(包括圆形内支撑)和桩锚的组合支护结构。通过三维数值模拟,同时结合在施工开挖过程中的监测数据,对桩锚撑组合支护结构的内力以及变形规律进行分析和总结。结果表明:灌注桩桩顶位移及内力计... 深圳汉国深基坑工程,为确保安全,采用了桩撑(包括圆形内支撑)和桩锚的组合支护结构。通过三维数值模拟,同时结合在施工开挖过程中的监测数据,对桩锚撑组合支护结构的内力以及变形规律进行分析和总结。结果表明:灌注桩桩顶位移及内力计算值与模拟值差距较小,其发展趋势基本一致,三维有限元计算结果可信。三维有限元模型可以较好地考虑地下空间效应对支护结构内力及位移的影响。监测结果表明:组合支护结构能够确保深基坑工程的安全。 展开更多

关键词 基坑 组合支护 变形 三维数值计算 空间效应

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乌东德水电站导流洞下闸封堵期^(#)5导流洞围岩稳定分析与评价

16

作者 王科 李娇娜 +1 位作者 王洁 林紫婕 《水电能源科学》 北大核心 2024年第10期135-139,共5页

采用导流洞泄流的水利水电工程,蓄水期需将临时导流洞依次下闸封堵,蓄水后转换成永久泄水建筑物泄流,导流洞下闸封堵期上游水库水位不断提高,导流洞在高水头条件下能否安全下闸封堵,决定着工程能否按期蓄水,发挥工程效益。以金沙江乌东... 采用导流洞泄流的水利水电工程,蓄水期需将临时导流洞依次下闸封堵,蓄水后转换成永久泄水建筑物泄流,导流洞下闸封堵期上游水库水位不断提高,导流洞在高水头条件下能否安全下闸封堵,决定着工程能否按期蓄水,发挥工程效益。以金沙江乌东德水电站为例,针对导流洞下闸封堵期^(#)5导流洞围岩稳定与安全,采用三维数值分析方法对Ⅳ_(2)类围岩条件和F_(3)断层条件两种不同地质洞段进行对比分析,系统研究了两种地质洞段下,岩体渗流场、围岩增量变形、围岩应力、围岩塑性区、支护结构受力和衬砌应力;同时,考虑衬砌失效后,该洞段封堵施工期围岩稳定性,评价隧洞支护系统安全状态。结果表明,洞身排水孔排水效果明显,大幅降低了洞周孔隙水压力;洞周围岩整体呈向洞内变形趋势,围岩增量变形较小;围岩应力分布有一定调整,但总体变化不大,塑性区范围基本无扩展;支护系统均处于正常受力状态,断层附近的部分锚杆受力较大;衬砌受力较小,衬砌配筋满足衬砌受力要求,^(#)5导流洞下闸封堵期围岩稳定安全性较好。 展开更多

关键词 导流洞 下闸封堵期 围岩稳定 支护安全 三维数值计算 排水孔子模型

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大型水电工程导流洞封堵体稳定性分析 被引量：19

17

作者 董志宏 丁秀丽 +2 位作者 叶三元 吴勇进 付敬 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2011年第2期50-55,共6页

水电工程导流洞封堵体稳定性对于电站蓄水发电和安全运行至关重要。研究总结对比了国内外导流洞封堵体稳定性设计和计算方法;在此基础上,采用三维弹塑性数值分析方法对构皮滩水电站封堵体在设计水位下各种工况的应力、变形和稳定性进行... 水电工程导流洞封堵体稳定性对于电站蓄水发电和安全运行至关重要。研究总结对比了国内外导流洞封堵体稳定性设计和计算方法;在此基础上,采用三维弹塑性数值分析方法对构皮滩水电站封堵体在设计水位下各种工况的应力、变形和稳定性进行了计算分析;进而引入超载方法,研究堵头及堵头与围岩接触面从局部到整体破坏的渐进失稳过程,对其稳定性进行分析和综合评价。研究结果表明：设计挡水水位条件下,各种工况堵头结构变形不大,最大变形在1.1~1.4 mm;接触面剪切应变较小,接触面塑性区延伸范围和破坏比例不大;超载法计算表明,堵头结构可承受的安全荷载在3.5~5.5倍设计水头,大于规范要求的安全系数,堵头结构的设计长度和结构形式在安全稳定方面可以满足规范要求;采用超载安全系数法研究类似导流洞封堵体结构的极限承载能力更加合理有效。 展开更多

关键词 导流洞 堵头 设计方法 三维数值计算 渐进失稳 超载安全系数法

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西霞院反调节水库土石坝膜防渗工艺 被引量：8

18

作者 束一鸣 张利新 +3 位作者 袁全义 陈奇 李彦礼 吴海民 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2009年第6期70-73,共4页

黄河西霞院反调节水库土石坝采用土工膜前置防渗,通过设置土工膜并根据接触作用的三维数值计算得出膜周边锚固部位的相对位移,设计该部位膜吸收位移的铺设方式。在环境温度ti为2~33℃范围内每间隔5℃设置3个焊接温度tw,通过对应焊接试... 黄河西霞院反调节水库土石坝采用土工膜前置防渗,通过设置土工膜并根据接触作用的三维数值计算得出膜周边锚固部位的相对位移,设计该部位膜吸收位移的铺设方式。在环境温度ti为2~33℃范围内每间隔5℃设置3个焊接温度tw,通过对应焊接试样的拉伸、剥离试验,获得ti^tw关系曲线,以指导施工焊接;通过焊接试样附着水分、尘埃、纤维的焊接试验,证明复杂环境下保持焊接部位清洁对保证焊接质量的重要性;通过锚固试件的渗透试验,证明锚固工艺的可靠性;通过对复合土工膜复合工艺的改造,满足坝轴线弯曲段复合膜的拼接、铺设平顺。经蓄水一年后现场检查,膜拼接、锚固部位运行可靠。 展开更多

关键词 土工膜 三维数值计算 焊接试验 锚固渗透试验 土石坝防渗 西霞院反调节水库

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经典边坡分析方法的重大问题研究 被引量：4

19

作者 杜炜平 古德生 颜荣贵 《金属矿山》 CAS 北大核心 2001年第5期7-10,共4页

根据经典极限平衡分析方法在边坡工程中的应用现状 ,论述了边坡稳定极限平衡分析所面临一系列重大问题。针对高地应力区开挖卸载、泥化夹层水膜化效应、变形体边坡稳定及渗流与损伤固液耦合 ,分析了三维数值计算、变形稳定一体化随机方... 根据经典极限平衡分析方法在边坡工程中的应用现状 ,论述了边坡稳定极限平衡分析所面临一系列重大问题。针对高地应力区开挖卸载、泥化夹层水膜化效应、变形体边坡稳定及渗流与损伤固液耦合 ,分析了三维数值计算、变形稳定一体化随机方法、影响后效的等效参量处理、环境边坡工程方法等不同解决途径 ,指出了环境边坡工程的发展前景。并佐以尝试实例。 展开更多

关键词 极限平衡分析 变形体 环境边坡工程 稳定性 泥化夹层水膜化效应 三维数值计算

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土压力不平衡情况下深基坑支护设计与实践 被引量：7

20

作者 刘志方 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期141-147,共7页

以广州某深大基坑工程为背景,基于该基坑周边地形北高南低的工程特点,通过支护结构选型对比分析,辅以三维数值计算,最终选择大直径混凝土灌注桩与角撑或对撑桁架相结合的支护结构体系,协调基坑南北土压力不平衡产生的变形,保证了基坑及... 以广州某深大基坑工程为背景,基于该基坑周边地形北高南低的工程特点,通过支护结构选型对比分析,辅以三维数值计算,最终选择大直径混凝土灌注桩与角撑或对撑桁架相结合的支护结构体系,协调基坑南北土压力不平衡产生的变形,保证了基坑及周边环境的安全及工程的顺利实施,最后将基坑实施期间的各项监测数据和三维数值计算结果进行对比分析,表明支护方案选型合理,实施效果良好。 展开更多

关键词 土压不平衡 三维数值计算 角撑 桁架对撑

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