武汉地铁某深基坑开挖对周边高架桥影响的分析预测与数值模拟研究 被引量：23

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作者 胡斌 王新刚 +2 位作者 冯晓腊 胡启晨 王伟 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S2期368-373,共6页

以武汉地铁某深基坑工程为研究背景,综合现场监测、BP神经网络预测以及数值模拟计算等多种方法,研究在复杂路段下地铁车站深基坑围护结构的变形规律与深基坑开挖对上跨高架桥墩的影响作用。研究提出:在以后的类似工程中可以利用数值模... 以武汉地铁某深基坑工程为研究背景,综合现场监测、BP神经网络预测以及数值模拟计算等多种方法,研究在复杂路段下地铁车站深基坑围护结构的变形规律与深基坑开挖对上跨高架桥墩的影响作用。研究提出:在以后的类似工程中可以利用数值模拟方法对工程施工进行动态预演,检验基坑的设计方案的安全性和经济性,并在基坑施工过程中可以通过BP神经网络进行动态预测,掌握基坑施工在下一个阶段的变形趋势,从而可建立"模拟—预测"信息化施工监测方案,以达到基坑安全与经济施工的目的。 展开更多

关键词 地铁 深基坑 高架桥 BP神经网络 数值模拟

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武汉一级阶地基坑降水引起土层水位变化及压缩变形研究 被引量：7

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作者 蔡娇娇 冯晓腊 +3 位作者 李滕龙 梁明志 熊宗海 冯静杰 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期90-95,共6页

武汉一级阶地地层具有典型的二元结构特征,从浅层至深层土体渗透性逐渐增加,在基坑工程开挖降水过程中,随着疏干含水层水位的下降,各层土体水位变化特点各不相同,水位的变化影响着土体固结的压缩变形。采用现场群井抽水试验的方法,通过... 武汉一级阶地地层具有典型的二元结构特征,从浅层至深层土体渗透性逐渐增加,在基坑工程开挖降水过程中,随着疏干含水层水位的下降,各层土体水位变化特点各不相同,水位的变化影响着土体固结的压缩变形。采用现场群井抽水试验的方法,通过在抽水试验期间对不同深度含水层水位的观测及不同深度土体沉降的监测,结合各层土体性质及相关理论对武汉一级阶地基坑降水引起的土层水位变化及压缩变形规律进行研究。结果表明,武汉一级阶地基坑降水水位变化存在着明显的时空效应,沉降与水位变化密切相关,且沉降过程中土层中出现架空效应。 展开更多

关键词 基坑降水 二元结构 压缩变形 时空效应 架空效应 土层水位变化

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有限元与改进单纯形法联合编程技术在位移反分析中的应用 被引量：5

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作者 肖铭钊 周承豪 +2 位作者 程芸 冯晓腊 杨俊梅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期899-904,共6页

根据弹性地基梁法基本思想,考虑基坑分步开挖和逐级加撑的动态施工因素,通过有限元计算模拟基坑实际开挖过程。结合现场监测数据,采用位移反分析方法反演各土层m值,并准确预测后续工况支护体的变形。采用有限元通用软件ANSYS内嵌的APDL... 根据弹性地基梁法基本思想,考虑基坑分步开挖和逐级加撑的动态施工因素,通过有限元计算模拟基坑实际开挖过程。结合现场监测数据,采用位移反分析方法反演各土层m值,并准确预测后续工况支护体的变形。采用有限元通用软件ANSYS内嵌的APDL语言编程建立支护体有限元计算模型,并应用数学软件MATLAB编制"改进单纯形法"优化程序,编写了接口程序,实现了MATLAB对ANSYS模型的实时循环调用和逐步寻优。武汉长江隧道武昌明挖段基坑工程算例证明,基于单纯形法的联合编程技术能方便、高效地被应用于支护体位移反分析预测中。建立了基于本工况预测下一工况或相邻断面的扩展型位移反分析预测模型,预测结果与实测结果拟合程度较高。 展开更多

关键词 改进单纯形法 联合编程 M值 位移反分析

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武汉地区厚互层土中基坑抗突涌破坏评价方法研究 被引量：4

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作者 熊宗海 冯晓腊 +2 位作者 张红章 范卫琴 程华强 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期134-140,共7页

针对武汉地区厚互层土基坑,考虑坑底厚互层土重力、摩擦力和黏聚力的实际情况,建立了基于厚互层土的基坑突涌计算模型,提出了厚互层土基坑突涌稳定性安全系数计算方法。以武汉华润万象城深基坑工程为例,将本文模型的计算结果与《建筑基... 针对武汉地区厚互层土基坑,考虑坑底厚互层土重力、摩擦力和黏聚力的实际情况,建立了基于厚互层土的基坑突涌计算模型,提出了厚互层土基坑突涌稳定性安全系数计算方法。以武汉华润万象城深基坑工程为例,将本文模型的计算结果与《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—2012)和现有文献计算结果进行了比较。结果表明:将厚互层土含水层看作多个薄层含水层并用压力平衡法判断突涌不稳定时,突涌不稳定区域仅局限于厚互层土顶部1~2 m范围内,故可以将厚互层土看作隔水层而非含水层。因为武汉地区绝大部分厚互层土厚度远超过2 m,因此规程计算结果偏于保守。考虑厚互层土的黏聚力、自重、摩擦力建立的基坑抗突涌稳定性分析模型,在本工程案例中计算得突涌安全系数为3.5,而同等场地条件下规范采用的压力平衡法计算突涌安全系数为1.5,本方法计算结果约为规范方法的2.2倍,因此按照本文方法计算结果制定坑底抗突涌破坏方案,将比只依靠土体自重来抵抗突涌破坏更符合工程实际、更经济,为重新定义互层土在基坑抗突涌方面的作用进行了有益探索。 展开更多

关键词 厚互层土 基坑突涌 计算模型 稳定安全系数

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武汉古河道承压水井流理论及在基坑降水中应用 被引量：13

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作者 吕斌泉 冯晓腊 熊宗海 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期533-541,共9页

在分析武汉市古河道特殊水文地质条件的基础上,建立古河道水文地质模型,将古河道承压水井流问题概化为带状承压含水层中地下水向抽水井的运动问题;然后结合镜像法原理,引入吉林斯基势函数,推导出古河道承压、承压-无压完整井稳定流解析... 在分析武汉市古河道特殊水文地质条件的基础上,建立古河道水文地质模型,将古河道承压水井流问题概化为带状承压含水层中地下水向抽水井的运动问题;然后结合镜像法原理,引入吉林斯基势函数,推导出古河道承压、承压-无压完整井稳定流解析表达式。基于此,将其应用于基坑降水工程中,提出适用于古河道承压含水层中基坑涌水量计算方法;最后以武汉梨园广场地下停车场深基坑工程为例进行计算分析,并将结果与传统方法计算结果和实际监测数据分别进行对比,结果显示所述计算方法所得结果与基坑实际涌水量相对误差仅为7.4%,而采用传统大井法相对误差达到54.5%,验证了所提出计算方法的合理性。研究结果对于认识古河道承压含水层地下水井流规律以及指导基坑降水设计具有重要意义。 展开更多

关键词 古河道 承压水 井流 完整井 稳定流 基坑降水

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落底式止水帷幕条件下深基坑群井试验研究 被引量：18

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作者 冯晓腊 蔡娇娇 +2 位作者 熊宗海 石林 杨明 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期107-112,共6页

通过武汉绿地中心深基坑群井抽水试验,探讨武汉长江一级阶地地区落底式止水帷幕条件下深基坑涌漏的组成及其渗流规律,并提出了新的数学模型,计算基坑侧壁涌漏量。试验及分析计算结果表明:落底式止水帷幕条件下深基坑涌水量的组成除封闭... 通过武汉绿地中心深基坑群井抽水试验,探讨武汉长江一级阶地地区落底式止水帷幕条件下深基坑涌漏的组成及其渗流规律,并提出了新的数学模型,计算基坑侧壁涌漏量。试验及分析计算结果表明:落底式止水帷幕条件下深基坑涌水量的组成除封闭基坑内含水层所含孔隙水之外,还有基坑侧壁的涌漏和基坑底部涌漏两部分,其中以基坑底部涌漏为主。基坑底部涌漏又包括基岩裂隙水和以基岩裂隙为通道绕渗补给的孔隙水。在涌漏初期地下水通过基坑侧壁涌漏点进入坑内时,在水平方向上以某一弧度的扇形模式扩散;基坑底部基岩裂隙水及坑外地下水通过基岩裂隙通道垂直向上补给。当存在涌漏点时,基坑内外水位变化会出现明显的异常。 展开更多

关键词 基坑降水 落底式止水帷幕 群井试验 渗流规律 基坑涌漏

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基质吸力与黏粒含量对砂土抗剪强度的影响 被引量：18

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作者 冯晓腊 张睿敏 +1 位作者 崔德山 熊宗海 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第34期97-103,共7页

当前对于非饱和土的研究,主要集中在纯砂土和纯黏土的土水特征和抗剪强度,而实际工程中,基质吸力对含黏粒砂土的抗剪强度具有显著的影响。根据实际工程中含黏粒砂土的级配,采用高岭土和细砂配制不同黏粒含量的砂土,利用5 bar压力板仪得... 当前对于非饱和土的研究,主要集中在纯砂土和纯黏土的土水特征和抗剪强度,而实际工程中,基质吸力对含黏粒砂土的抗剪强度具有显著的影响。根据实际工程中含黏粒砂土的级配,采用高岭土和细砂配制不同黏粒含量的砂土,利用5 bar压力板仪得出含黏粒砂土的土-水特征曲线,利用非饱和土四联直接仪得出不同基质吸力条件下含黏粒砂土的抗剪强度指标。研究结果表明:随着黏粒含量的增加,含黏粒砂土的残余含水率增加;随着基质吸力的增加,含黏粒砂土的抗剪强度大部分呈现增大的趋势;但当黏粒含量为15%时,随着基质吸力的增加,含黏粒砂土的抗剪强度先增大后减小,出现了"黏粒效应"。最后,从含黏粒砂土的微观颗粒结构出发,揭示了含黏粒砂土的抗剪强度主要受土体含水量的大小、颗粒之间弯月形水面的数量的多少和面积大小三方面的影响。 展开更多

关键词 砂土 土-水特征曲线 基质吸力 含水量 抗剪强度

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基于灰色理论的地铁隧道沉降预测分析 被引量：8

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作者 胡斌 胡启晨 +2 位作者 冯晓腊 莫云 傅志峰 《人民长江》 北大核心 2012年第S1期183-185,共3页

由于引起地铁隧道塌陷和地面沉降的触发因素具有不确定性,利用灰色理论建立GM(1,1)模型,对武汉地铁二号线广虎区间的隧道塌陷事故进行了分析预测。结果表明,GM(1,1)模型的预测结果在短期预测中精度较高,在长期预测中虽然误差较短期预测... 由于引起地铁隧道塌陷和地面沉降的触发因素具有不确定性,利用灰色理论建立GM(1,1)模型,对武汉地铁二号线广虎区间的隧道塌陷事故进行了分析预测。结果表明,GM(1,1)模型的预测结果在短期预测中精度较高,在长期预测中虽然误差较短期预测有所增大,但是仍能大致反映出监测点的沉降变形趋势。如果想要提高精度,应该用最新的监测数据建立新的灰色模型进行预测,以使模型不断更新、优化,有利于工程人员对重点部位的沉降趋势有较为准确的把握。 展开更多

关键词 灰色模型 隧道塌陷 地面沉降 武汉地铁

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基于灰色关联分析法的边坡敏感性分析 被引量：11

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作者 牛岩 鲍小成 +1 位作者 熊宗海 王永卫 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期202-204,共3页

综合考虑边坡坡高、角度、岩土体黏聚力、摩擦角和容重等因素对边坡稳定性的影响,通过有限单元应力法建立数值模型,进行应力分析,最后计算得到边坡安全系数,这一方法将数值分析和极限平衡方法有机地融合在一起,达到优势互补的效果;然后... 综合考虑边坡坡高、角度、岩土体黏聚力、摩擦角和容重等因素对边坡稳定性的影响,通过有限单元应力法建立数值模型,进行应力分析,最后计算得到边坡安全系数,这一方法将数值分析和极限平衡方法有机地融合在一起,达到优势互补的效果;然后基于灰色关联分析法对有限单元应力法得到的数据建立数学模型,对各影响因素与安全系数进行关联分析,最后得到各影响因素对边坡稳定性影响的敏感性。结果表明:影响边坡稳定性的因素敏感性依次为黏聚力、容重、摩擦角、边坡角度和坡高。利用敏感性分析结果,可对边坡加固位置提出设计改进,将有限的加固措施加于敏感性较高的位置,能够更有效地提高边坡的稳定性。 展开更多

关键词 灰色关联分析 边坡 敏感性分析 有限单元应力法

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复杂条件下基坑开挖对周边环境变形影响的数值模拟分析 被引量：89

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作者 冯晓腊 熊宗海 +1 位作者 莫云 庞建成 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S2期330-336,共7页

以武汉老铺片商业及住宅项目深基坑工程为背景,采用有限元软件PLAXIS对其进行了基坑开挖全过程的数值模拟分析,结合模拟计算结果分析了复杂条件下基坑支护结构体系及周边环境的受力、变形情况。数值模拟计算及实测结果表明:支护结构、... 以武汉老铺片商业及住宅项目深基坑工程为背景,采用有限元软件PLAXIS对其进行了基坑开挖全过程的数值模拟分析,结合模拟计算结果分析了复杂条件下基坑支护结构体系及周边环境的受力、变形情况。数值模拟计算及实测结果表明:支护结构、周边建(构)筑物及土体的变形均满足规范关于变形控制的要求,证明采用Pl AXIS HS模型能够较好的完成复杂条件下基坑开挖对周边环境变形影响的数值模拟分析,同时也证明本工程采用的支护及半逆作施工方法,能够对复杂条件下基坑开挖对周边环境变形的影响起到有效控制作用。 展开更多

关键词 复杂条件 基坑开挖 周边环境影响 数值模拟

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开采地下水地面沉降三维数值模拟分析

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作者 李云安 冯晓腊 黄振伟 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 2003年第S1期96-101,共6页

根据汉口新业大厦水文地质与工程地质条件,建立开采地下水非稳定流定解问题三维数学模型,利用现有承压含水层非稳定流定解问题数值方案求解,重点讨论了源汇项的具体数学表达式。又简介根据达西定律和水均衡原理,建立了三维有限差分数值... 根据汉口新业大厦水文地质与工程地质条件,建立开采地下水非稳定流定解问题三维数学模型,利用现有承压含水层非稳定流定解问题数值方案求解,重点讨论了源汇项的具体数学表达式。又简介根据达西定律和水均衡原理,建立了三维有限差分数值方程及其解法。根据土的有效应力原理和压密原理推导出了抽水沉降非线性压密方程,并研制了相应的三维有限元和有限差分计算程序。最后,对该环境岩土工程问题进行了分析和评价,计算结果与实测结果符合较好。 展开更多

关键词 开采地下水 地面沉降 三维数值模拟 环境岩土工程 非线性压密方程

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深基坑多层承压含水层中混合井降水技术优化研究 被引量：17

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作者 张哲斐 冯晓腊 +2 位作者 蔡兵华 陈帅 刘旭阳 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期85-94,共10页

对于多层承压含水层中的深基坑工程而言,水文地质条件复杂,基坑施工常因隔水层厚度不足或水力坡降过大导致坑底突涌,盲目地进行坑内降水又会造成基坑渗流场突变、基坑内外水位差过大等问题。因此,地下水的有效控制成为基坑开挖成败的关... 对于多层承压含水层中的深基坑工程而言,水文地质条件复杂,基坑施工常因隔水层厚度不足或水力坡降过大导致坑底突涌,盲目地进行坑内降水又会造成基坑渗流场突变、基坑内外水位差过大等问题。因此,地下水的有效控制成为基坑开挖成败的关键。以某深基坑降水工程为实例,通过理论计算并结合数值模拟研究了不同承压非完整井的相关参数,包括滤管数量、位置和长度,揭示了相关参数对减压降水效果的影响,优化了隔、降组合降水措施。结果表明:采用混合井双滤管复合结构深井时降水成效显著,且第一、二承压含水层上、下分层滤管长度比接近1∶1时达到最优值,此时理论计算结果与数值模拟结果的相对误差最小,仅为6.81%,故对处于多层承压含水层等复杂水文地质条件下的深基坑工程可结合实际地层结构借鉴混合井分层滤管长度最优比值进行降水设计。 展开更多

关键词 深基坑 多层承压含水层 减压降水 抽水试验 混合井 最优滤管比

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