深基坑地下连续墙加内支撑复合支护设计优化研究

发布时间：2017-10-17 09:37

  本文关键词：深基坑地下连续墙加内支撑复合支护设计优化研究

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【摘要】：随着高层、超高层建筑以及地铁、隧道的大量建设,基坑不断向更宽、更深的方向发展,由此在基坑开挖和支护过程中发生了一些事故,造成人员伤亡和周围环境的破坏。但是,过于保守的设计会造成材料的浪费,也会对现场施工带来一定难度。因此,研究深基坑内支撑水平间距的优化及拆除过程,可以提高基坑的稳定性、减少基坑开挖对周围环境的影响,也可以为施工提供方便。本文以郑州市东风路—文化路下穿隧道为工程背景,采用FLAC~(3D)软件,对K0-30断面附近基坑内支撑的水平间距进行优化、对内支撑拆除过程进行数值模拟研究以及对不同工况下叠合墙的应力应变规律进行了探索研究,并结合实测资料进行分析研究,主要开展了以下几个方面的工作:(1)基坑内支撑水平间距优化研究:运用FLAC~(3D)软件模拟支撑水平间距为等间距和不等间距两种布置方式下的基坑开挖和支护过程。在基坑稳定性方面,研究了支护结构水平位移、竖向位移、水平应力、竖向应力和支撑轴力的变化规律;在周围环境稳定性方面,研究了墙后地表沉降值的变化规律。(2)对于基坑内支撑拆除时机和周边环境影响相互协调的拆除方法的研究:运用FLAC~(3D)软件,对基坑内支撑拆除过程进行模拟。研究拆除过程中支护结构的水平位移、竖向位移、各道支撑的变化规律,并将不同工况下的计算值和现场实测值进行对比分析。同时对拆除过程塑性区进行对比分析。(3)不同工况下叠合墙应力应变规律的研究:首先对叠合墙及其施工工况进行简介。然后运用FLAC~(3D)软件,模拟了叠合墙在不同工况下的水平应力、竖向应力、水平位移、竖向位移的变化规律。
【关键词】：深基坑 内支撑 优化 水平间距 叠合墙
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU476.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 研究背景和意义11
• 1.2 研究现状11-16
• 1.2.1 深基坑工程优化研究11-14
• 1.2.2 地下连续墙加内支撑体系优化研究现状14
• 1.2.3 基坑内支撑拆除研究14-15
• 1.2.4 叠合墙结构分析研究15-16
• 1.3 研究内容和技术路线16-19
• 1.3.1 研究内容16
• 1.3.2 技术路线16-19
• 2 工程概况及场地工程地质条件19-23
• 2.1 工程概况19-21
• 2.1.1 工程简介19
• 2.1.2 工程地质条件19-21
• 2.1.3 水文地质条件21
• 2.1.4 不良地质作用及对工程不利的埋藏物21
• 2.2 岩土工程的分析与评价21
• 2.2.1 工程环境条件21
• 2.2.2 场地稳定性与建筑适宜性21
• 2.2.3 地下水力学作用评价21
• 2.3 基坑降水方案21
• 2.4 基坑围护结构体系21-22
• 2.5 小结22-23
• 3 内支撑水平间距的优化23-47
• 3.1 FLAC~(3D)软件简介23-24
• 3.2 计算模型及参数24-27
• 3.2.1 模型尺寸及单元划分24-25
• 3.2.2 本构模型25-26
• 3.2.3 土体物理力学参数26
• 3.2.4 模型的边界条件26
• 3.2.5 地下连续墙的模拟26-27
• 3.2.6 钢支撑的模拟27
• 3.3 支撑水平间距为等间距时数值模拟结果及分析27-36
• 3.3.1 等间距基坑开挖工况27-28
• 3.3.2 初始地应力状态模拟28-29
• 3.3.3 地下水孔压模拟29-30
• 3.3.4 水平位移分析30-33
• 3.3.5 竖向位移分析33-35
• 3.3.6 竖向应力分析35-36
• 3.3.7 水平应力分析36
• 3.4 支撑水平间距为不等间距时数值模拟结果及分析36-39
• 3.4.1 不等间距基坑开挖工况36-37
• 3.4.2 位移分析37-38
• 3.4.3 应力分析38-39
• 3.5 支撑水平间距的优化对比分析39-44
• 3.6 小结44-47
• 4 基坑内支撑拆除过程数值模拟47-69
• 4.1 施工工况模拟步骤47-49
• 4.2 数值模拟结果及分析49-56
• 4.2.1 水平位移模拟分析49-51
• 4.2.2 竖向位移模拟分析51-53
• 4.2.3 拆除过程塑性区对比分析53-55
• 4.2.4 拆除前后内支撑轴力分析55-56
• 4.3 深基坑变形规律现场监测56-64
• 4.3.1 监测方法及原理57-59
• 4.3.2 测点布置59-61
• 4.3.3 监测结果分析61-64
• 4.4 计算结果与实测结果比较分析64-67
• 4.4.1 支护结构水平位移的计算值和实测值对比64-65
• 4.4.2 墙后地表沉降的计算值和实测值对比65
• 4.4.3 钢支撑轴力的计算值和实测值对比65-67
• 4.5 小结67-69
• 5 叠合墙结构分析研究69-87
• 5.1 叠合墙简介69-70
• 5.2 叠合墙的工况简介70
• 5.3 叠合墙在不同工况下的受力分析70-79
• 5.3.1 水平应力受力分析70-75
• 5.3.2 竖向应力受力分析75-79
• 5.4 叠合墙在不同工况下的位移分析79-86
• 5.4.1 水平位移模拟分析79-82
• 5.4.2 竖向位移模拟分析82-86
• 5.5 小结86-87
• 6 结论与展望87-89
• 6.1 结论87-88
• 6.2 展望88-89
• 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文89-91
• 致谢91-93
• 参考文献93-95

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本文编号：1048098