ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОСАДОК ГРУНТА, ВЫЗВАННЫХ УСТАНОВКОЙ ГЛУБОКИХ КЕССОНОВ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА В НЕДРЕНИРОВАННЫХ ГЛИНАХ Numerical investigation of ground settlements induced by installation of large diameter deeply-buried caissons in undrained clays

Chutian Li, Fengwen Lai, Hanhui Huang

Аннотация


Открытый кессон состоит из железобетонных монолитных облицовок с режущими кромками. Во время установки кессон постепенно погружается в грунт с поверхности на заранее рассчитанную глубину под действием собственного веса или домкратов контролируемым образом. В районах плотной городской застройки постоянно возрастают ограничения на осадки окружающего грунта, вызванные установкой кессона. В статье анализируются результаты численного моделирования осадки грунта, вызванной установкой глубоко погружаемых кессонов большого диаметра (LDDB) в недренированных глинах. Для этой цели была разработана кинематическая механическая модель, учитывающая взаимодействие кессона и грунта, которая может быть легко включена в существующие конечно-элементные комплексы для нелинейных задач. Для недренированных глин использовалась усовершенствованная модель с гипопластичностью, которая концептуально способна отражать нелинейную жесткость грунта от очень малых до больших деформаций. Было проведено параметрическое исследование основных переменных, влияющих на максимальную осадку грунта. Для использования предложенной модели в предварительном проектировании была составлена серия проектных диаграмм,
направленных на инженерную практику.


Полный текст статьи публикуется в английской версии журнала «Soil Mechanics and Foundation Engineering” vol.58, No.6


Литература


Y. Sun, S. Shen, Z. Xu and X. Xia, "Prediction of lateral displacement of soil behind the reaction wall caused by pipe jacking operation," Tunnelling and Underground Space Technology, 40, 210-217 (2014).

Y. Sun, J. Su, X. Xia and Z. Xu, "Numerical analysis of soil deformation behind the reaction wall of an open caisson induced by horizontal parallel pipe-jacking construction," Canadian Geotechnical Journal, 52(12), 1-9 (2015).

F.L. Peng, H.L. Wang, Y. Tan, Z.L. Xu and Y.L. Li, "Field Measurements and Finite-Element Method Simulation of a Tunnel Shaft Constructed by Pneumatic Caisson Method in Shanghai Soft Ground," Journal of Geotechnical & Geoenvironmental Engineering, 137(5), 516-524 (2011).

H. L. Wang, F. L. Peng and Y. Tan, Site monitoring and development of real-time monitoring program for new pneumatic caisson construction, Geo-Frontiers 2011: Advances in Geotechnical Engineering, 182-191 (2011).

T. Schwamb, Performance monitoring and numerical modelling of a deep circular excavation, University of Cambridge, Chicago, (2014).

G. Waley, D. Allenby and D. Kilburn, "Examples of open caisson sinking in Scotland," Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Geotechnical Engineering, 162(1), 59-70 (2009).

F. L. Peng, Y. H. Dong, H. L. Wang, J. W. Jia and Y. L. Li, "Remote-control technology performance for excavation with pneumatic caisson in soft ground," Automation in Construction, 105, 102834 (2019).

P. F. Xu, Y. L. Li, W. Xu. "Field measurement and analysis of influence of jacked open caisson construction on environments," Rock and Soil Mechanics, 35(4), 1084-1094 (2014).

J.T. Chavda, S. Mishra and G.R. Dodagoudar, "Experimental evaluation of ultimate bearing capacity of the cutting edge of an open caisson," International Journal of Physical Modelling in Geotechnics, 1-14 (2019).

Q. Yao, X.G. Yang and H.T. Li, "Construction technology of open caisson for oversize surge shaft in drift gravel stratum," Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 19, 5725-5738 (2014).

D. Allenby and D. Kilburn, "Overview of underpinning and caisson shaft-sinking techniques," Geotechnical Engineering, 168(1), 3-15 (2014).

F. Abdrabbo and K. Gaaver, "Challenges and Uncertainties Relating to Open Caissons, " DFI Journal - The Journal of the Deep Foundations Institute, 6(1), 21-32 (2012).

F.Y. Yan, Y.C. Guo and S.Q. Liu, "The Bearing Capacity Analyses of Soil beneath the Blade of Circular Cassion," Advanced Materials Research, 250-253, 1794-1797 (2011).

N.B. Solov’ev, "Use of limiting-equilibrium theory to determine the bearing capacity of soil beneath the blades of caissons, " Soil Mechanics & Foundation Engineering, 45(2), 39-45 (2008).

X. Zhao, J. Xu, B. Mu and B. Li, "Macro-and meso-scale mechanical behavior of caissons during sinking," Journal of Testing and Evaluation, 43(2), 1-13 (2014).

J. Wang, L.S. Chai and H. Wu, "Numerical Simulation on the Sinking Process of Open Caisson with Particle Flow Code (PFC)," Advanced Materials Research, 838-841, 831-834 (2014).

F.M. Abdrabbo and K.E. Gaaver, "Applications of the observational method in deep foundations, " Alexandria Engineering Journal, 51(4), 269-279 (2012).

K. Terzaghi, R.B. Peck and G. Mesri, Soil mechanics in engineering practice, John Wiley & Sons1996.

C.H. Ge, Handbook of design and construction of reinforced concrete open caisson, China Architecture & Building Press, Beijing, 2004.

D. Mašín, "A hypoplastic constitutive model for clays, International Journal for Numerical and Analytical methods in geomechanics," 29(4), 311-336 (2005).

K.S. Kern, Behavior of Chicago Desiccated Clay Crust and its Effect on Excavation-Induced Ground Movements, Northwestern University, Chicago, (2014).

M. Soomro, C. Ng, K. Liu and N. Memon, "Pile responses to side-by-side twin tunnelling in stiff clay: Effects of different tunnel depths relative to pile, " Computers and Geotechnics, 84, 101-116 (2017).

M.J. Tomlinson and R. Boorman, Foundation design and construction, Pearson education, 2001.

R. Frank, Designers' guide to EN 1997-1 Eurocode 7: Geotechnical design-General rules, Thomas Telford, 2004.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.