3D numerical analysis and performance of deep excavations in Kenny Hill formation

Law, Kim Hing; Roslan, H; Zubaidah, I

doi:10.1201/b17017-136

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“…The proposed method is applied to a well-documented braced excavation project in Kuala Lumpur, Malaysia. 26,57,58 The excavation is 18.5 m in depth, approximately 30 m in width, and 35 m in length, as shown in Figure 11. The length-to-width ratio (L/B) of this excavation approximates to 1.0, indicating a strong three-dimensional effect.…”

Section: Project Background and Numerical Modelmentioning

confidence: 99%

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A bi‐fidelity inverse analysis method for deep excavations considering three‐dimensional effects

Tao,

Pan,

Sun

et al. 2024

Num Anal Meth Geomechanics

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Inverse analysis methods are commonly used in braced excavations for improved deformation predictions. This paper proposes a bi‐fidelity ensemble randomized maximum likelihood (BF‐EnRML) method for efficient inverse analyses of deep excavations considering the three‐dimensional effects. The bi‐fidelity (BF) model is developed by the low‐fidelity model (i.e., two‐dimensional finite element model, 2D FEM) and the high‐fidelity model (i.e., 3D FEM) for a balance between efficiency and accuracy. A large number of 2D FEMs are first used to explore the relationship between soil parameters and wall deflections. A few 3D FEMs are then performed to calibrate the discrepancy between 2D‐3D deflections caused by the inability of 2D FEM to consider the three‐dimensional effects. The constructed BF model serves as the forward model in inverse analysis. The soil parameters are updated by incorporating the monitoring data based on EnRML and further used to predict wall deflections in later stages. A hypothetical excavation and a real project are studied to evaluate the performance of the proposed method. The results show that the BF model can provide wall deflection predictions close to those calculated from 3D FEM while using a computational cost of 2D FEM. The BF‐EnRML method can efficiently update the soil parameters and improve the wall deflection predictions. Moreover, factors affecting the accuracy of the BF model are studied, including the number of required 3D FEMs, the distance from the evaluated wall section to the excavation corner, the number of data points along the wall depth, and the number of excavation stages.

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Section: Project Background and Numerical Modelmentioning

confidence: 99%

“…More details about the excavation project can be found in Law et al 26,57,58 The finite element software PLAXIS 2D and PLAIXS 3D are used to perform numerical simulations. The layouts of the 2D FEM and the 3D FEM are shown in Figure 12A and B, respectively.…”

Section: Project Background and Numerical Modelmentioning

confidence: 99%

A bi‐fidelity inverse analysis method for deep excavations considering three‐dimensional effects

Tao,

Pan,

Sun

et al. 2024

Num Anal Meth Geomechanics

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“…50 m langen Seitenwand sowie an einer vorspringenden Baugrubenecke vorgenommen, womit letztlich keine allgemeingültigen Erkenntnisse für rechteckige Baugruben mit einspringenden Baugrubenecken gewonnen werden können. Von Law et al werden zwar Baugruben mit einspringenden Ecken betrachtet, allerdings wird ein Vergleich von gemessenen und berechneten Verformungen nur in Seitenwandmitte vorgenommen. In den übrigen Quellen findet kein Vergleich zwischen den berechneten Verformungen und den entlang der Verbauwände gemessenen Verformungen statt, was zur Validierung eines derartigen Abminderungsfaktors indes als erforderlich anzusehen wäre.…”

Section: Bestehende Ansätze Zur Abbildung Von Schlitzwänden In Räumliunclassified

Beitrag zur Abbildung von Schlitzwänden in räumlichen Finite‐Elemente‐Berechnungen

Klein¹,

Moormann

2017

Bautechnik

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1 Einführung Bei der Herstellung tiefer Baugruben in innerstädtischen Bereichen mit setzungsempfindlicher Nachbarbebauung sowie bei der Ausführung von Baugruben im Grundwas ser kommen häufig Schlitzwände zum Einsatz. Schlitz wände zeichnen sich grundsätzlich durch eine vergleichs weise hohe Steifigkeit sowie einen im Vergleich zu Bohr pfahlwänden geringeren Fugenanteil und damit eine geringere Anzahl potenzieller Wasserwegigkeiten entlang der Verbauwand aus. Bedingt werden diese Diskontinui täten durch die lamellenweise Herstellung der Schlitz wand. Die Länge l S der Schlitzwandlamellen wird durch baubetriebliche und geotechnische Randbedingungen be einflusst. Bei Einfach und Doppelstichlamellen wird die Länge der einzelnen Lamelle durch die Breite des Schlitz wandgreifers definiert, welche üblicherweise zwischen 2,4 m und 4,2 m beträgt. Die ausführbare Schlitzlänge l S ergibt sich letztlich aus dem gemäß DIN 4126 [1] zu füh renden Nachweis der "Sicherheit gegen den Schlitz ge fährdende Gleitflächen im Boden". Für die Ausbildung der zwischen den Primär und den Sekundärlamellen entstehenden systemimmanenten Fugen stehen grund Bei der Herstellung wasserdruckhaltender Baugruben sowie zur Gewährleistung geringer aushubbedingter Verformungen angrenzender baulicher Anlagen werden häufig Schlitzwände eingesetzt. Im Zuge der Durchführung numerischer Berechnungen mit räumlichen Finite-Elemente-Modellen zur Untersuchung des Verformungsverhaltens der Baugrube und der Verformungsauswirkungen auf Bauwerke im Umfeld stellt sich die Frage, welchen Einfluss die Schlitzwandfugen auf das Tragund Verformungsverhalten der Baugrube haben. Basierend auf einer Betrachtung der zur Ausführung kommenden Fugensysteme sowie der bestehenden Ansätze zur Berücksichtigung der Schlitzwandfugen werden in dem Beitrag die Ergebnisse einer numerischen Parameterstudie, in deren Rahmen unterschiedliche Modellierungsansätze für die Schlitzwandfugen bei Verwendung von Volumen-und Schalenelementen zur Abbildung der Verbauwände betrachtet werden, vorgestellt. Dabei wird der Einfluss der Schlitzwandfugen auf die Horizontalverformungen und Biegemomentenbeanspruchung der Verbauwände, die Setzungen der Geländeoberfläche sowie die Verteilung des entlang der Verbauwände einwirkenden Erddrucks untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Schlitzwandfugen einen gewissen, jedoch geringfügigen Einfluss auf die auftretenden Verformungen von Verbauwand und Geländeoberfläche haben. Auch die Verteilung des einwirkenden Erddrucks entlang der Verbauwand sowie deren Biegebeanspruchung werden nicht maßgeblich beeinflusst. Unter Berücksichtigung der gewonnenen Erkenntnisse wird ein Vorschlag zur einfachen Berücksichtigung des Einflusses von Schlitzwandfugen bei der Durchführung von numerischen Verformungsberechnungen unter Einsatz von Schalenelementen entwickelt. Contribution to the modeling of diaphragm walls in spatial finite element calculationsIn the construction of deep, watertight excavation pits ensuring small excavation-induced deformations of adjacent structures, di...

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“…The researchers found that, for a realistic simulating of the deep excavation system, a threedimensional numerical analysis is required. The influence of the excavation corner on the behavior of a diaphragm wall is numerically investigated by Law et al [5]. They found that, it is important to take into consideration the geometrical or corner effect when evaluating the performance of excavations.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Performance of Diaphragm Wall in Cohesive Soils Under Static and Seismic Loading Conditions

Bahr

Hassan

Hemeida

2018

Journal of Al-Azhar University Engineering Sector

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The extension of the underground and infrastructure projects in urban areas is often linked with the design and construction of complex geotechnical structures. Deep excavations are required to meet the demand, and in many cases, excavation sites are in close proximity to existing structures and facilities. A major concern in these excavations is to control the lateral wall deflections and the ground surface settlements. As a result, understanding and being able to predict the performance of deep excavations is an important issue for geotechnical engineers. A 3D numerical analysis can be valuable to assess the behavior of the earth-retaining structure and the surrounding soil. In this research, the main objective is to study the combined influence of the geometric configuration and the consistency of the cohesive soil on the performance of the diaphragm walls and surrounding soil under static and seismic conditions. This study comprises 3D numerical analyses performed for different configurations of deep excavation in cohesive soil supported by diaphragm wall. The results present the main impacts of the investigated parameters on the behavior of the earth-retaining structure under static and seismic conditions.

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3D numerical analysis and performance of deep excavations in Kenny Hill formation

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A bi‐fidelity inverse analysis method for deep excavations considering three‐dimensional effects

A bi‐fidelity inverse analysis method for deep excavations considering three‐dimensional effects

Beitrag zur Abbildung von Schlitzwänden in räumlichen Finite‐Elemente‐Berechnungen

Performance of Diaphragm Wall in Cohesive Soils Under Static and Seismic Loading Conditions

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