南宁市良庆大桥北岸超大锚碇深基坑边坡数值模拟研究.pptxVIP

南宁市良庆大桥北岸超大锚碇深基坑边坡数值模拟研究汇报人：2024-01-14

引言工程概况与地质条件数值模拟方法与模型建立数值模拟结果分析现场监测与数值模拟验证结论与展望contents目录

01引言

桥梁建设的重要性01桥梁是现代交通基础设施的重要组成部分，对于促进区域经济发展、提高交通运输效率具有重要意义。超大锚碇深基坑边坡的挑战性02随着桥梁跨度的增大和地质条件的复杂化，超大锚碇深基坑边坡的稳定性和安全性问题日益突出，成为桥梁建设中的技术难题。数值模拟研究的价值03通过数值模拟研究，可以深入了解超大锚碇深基坑边坡的变形和破坏机理，为工程设计提供科学依据，降低建设风险，提高工程质量和经济效益。研究背景和意义

国内外研究现状目前，国内外学者在超大锚碇深基坑边坡稳定性分析、数值模拟方法、加固措施等方面取得了一定的研究成果，但仍存在诸多问题和挑战。发展趋势随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，超大锚碇深基坑边坡数值模拟研究将更加注重精细化建模、多场耦合分析、智能化设计等方面的发展。国内外研究现状及发展趋势

研究内容本研究以南宁市良庆大桥北岸超大锚碇深基坑边坡为研究对象，通过数值模拟方法分析其变形和破坏机理，提出相应的加固措施。研究目的揭示超大锚碇深基坑边坡的变形和破坏规律，为工程设计提供科学依据，降低建设风险，提高工程质量和经济效益。研究方法采用有限元法、离散元法等数值模拟方法，建立超大锚碇深基坑边坡的三维数值模型，进行静力分析和动力分析，研究其在不同荷载和边界条件下的变形和破坏过程。同时，结合现场监测数据，验证数值模拟结果的准确性和可靠性。研究内容、目的和方法

02工程概况与地质条件

位于南宁市良庆区，跨越邕江，连接南宁市主城区与良庆区。工程位置大桥全长1360米，主桥为双塔双索面斜拉桥，主跨648米，桥面宽38米。工程规模良庆大桥是一座特大型桥梁，具有跨度大、结构复杂、技术难度高等特点。北岸锚碇是桥梁的重要部分，其稳定性和安全性对整个桥梁的运营至关重要。工程特点南宁市良庆大桥北岸工程简介

地质构造区域地质构造简单，未见明显的断层、褶皱等构造形迹。地层岩性北岸锚碇区域主要地层为第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、坡残积层（Q4dl+el）及下伏基岩白垩系上统三水组（K2s）泥质粉砂岩、泥岩。水文地质条件地下水类型主要为孔隙水和基岩裂隙水，地下水位埋深较浅，受季节变化影响较大。工程地质条件分析

基坑深度边坡角度支护结构排水措施超大锚碇深基坑边坡设计参数锚碇基坑最大开挖深度达50米，属于超深基坑。采用桩锚支护结构，桩径1.2米，间距1.5米，锚索采用高强度钢绞线，设计锚固力为1000kN。根据地质条件和稳定性分析，设计边坡角度为1:1.5。在基坑周边设置排水沟和集水井，及时排除地表水和地下水，保持基坑干燥。

03数值模拟方法与模型建立

有限元法将连续体离散化为有限个单元，通过求解单元节点位移和内力，进而求得整体结构的位移和内力。有限差分法将微分方程离散化为差分方程，通过求解差分方程得到近似解。离散元法将连续体离散化为刚性元素的集合，通过求解元素间的相互作用力来模拟连续体的力学行为。数值模拟方法介绍

模型建立根据实际工程情况，建立三维数值模型，包括锚碇、深基坑边坡及周围土体等。网格划分采用合适的网格尺寸和类型对模型进行网格划分，确保计算精度和效率。对于关键区域，如锚碇与土体接触面、边坡滑动面等，需进行网格加密处理。模型建立及网格划分

根据实际工程情况，设置土体的物理力学参数，如密度、弹性模量、泊松比、内摩擦角、粘聚力等。对于锚碇等结构物，需设置其材料属性及截面尺寸等。材料参数根据实际工程情况，设置模型的边界条件，如固定边界、自由边界、对称边界等。同时，需考虑地下水位、地震荷载等外部因素对模型的影响。边界条件材料参数与边界条件设置

04数值模拟结果分析

数值模拟结果显示，在深基坑开挖过程中，边坡土体发生明显的水平位移和竖向位移。水平位移主要集中在边坡中部和顶部，而竖向位移则表现为坑底隆起和边坡沉降。位移场分布在深基坑开挖过程中，边坡土体的应力场发生显著变化。主要表现为水平应力增加，竖向应力减小。在边坡顶部和底部出现应力集中现象，而边坡中部则出现应力松弛现象。应力场分布位移场和应力场分布特征

稳定性评价结果分析稳定性评价根据数值模拟结果，对深基坑边坡的稳定性进行评价。通过对比分析不同工况下的稳定性系数和安全系数，发现深基坑边坡在开挖过程中存在失稳风险。风险因素识别进一步分析数值模拟结果，识别出影响深基坑边坡稳定性的主要因素，包括地质条件、开挖深度、支护结构刚度等。

不同开挖深度对比通过数值模拟，对比分析不同开挖深度对深基坑边坡稳定性的影响。结果表明，随着开挖深度的增加，边坡的水平位移和竖向位移均逐渐增大，稳定性系数逐渐减小。不同支