基坑开挖对既有线路基的影响及其支护结构的优化分析

发布时间：2017-04-29 15:05

  本文关键词：基坑开挖对既有线路基的影响及其支护结构的优化分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在公路和铁路路网不断完善的建设背景下,新建线路不可避免的会与既有铁路线发生交叉,致使新建线路只能上跨既有线。从而导致在其基础施工中基坑位置往往会位于既有路线红线区域之内。使得既有线路基及其地基区域的土体自然平衡被打破,从而引起土中应力的重新分布,会导致铁路的路基乃至轨道结构产生变形,以至影响运营安全。针对跨既有线桥梁其主桥桥墩基础施工对既有线的影响问题,运用FLAC3D软件建立数值分析模型,从承台基坑开挖对既有线路的变形和稳定影响入手进行分析和探索。主要完成以下工作:(1)通过查阅和搜集与课题相关的文献资料,了解了该课题涉及领域的发展历程、研究现状及未解决的问题等。(2)利用数值模拟对既有线一侧开挖基坑进行分析,在无支护的情况下,以规范对线路中线沉降限值作为控制指标,得到在均质土层无支护条件下基坑的临界开挖深度和距坡脚的临界距离;并对排桩支护条件下基坑开挖深度、距坡脚距离及基坑走向对路基的影响分别进行分析和探索,得出基坑开挖对路基产生影响的规律。(3)通过对既有线两侧开挖时的基坑进行分析,以无支护条件下基坑维持自稳定和线路中线沉降限值作为控制指标,得到基坑开挖的临界深度和距坡脚的临界距离;同时对排桩支护下基坑开挖深度、距坡脚距离、跨越路基角度及基坑的开挖顺序分别进行分析,得出基坑开挖对路基的影响相关规律;将路基一侧与两侧开挖基坑对路基的影响规律进行对比,得出基坑空间效应的影响规律。(4)对基坑采用钢板桩和钢管桩两种支护方案的对比分析,实现了支护结构设计方案的优化。钢板桩可以用于普通铁路桥梁基坑开挖的支护,而钢管桩与复合预应力锚杆结合支护则可用于高速铁路路基侧基坑的开挖支护。
【关键词】：既有路线 基坑开挖 变形分析 支护优化 数值模拟
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U213.15;TU753
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题9-12
• 1.2.1 研究现状10-12
• 1.2.2 存在的问题12
• 1.3 主要研究内容12-14
• 2 基坑支护及土坡稳定性原理14-21
• 2.1 支护结构变形模式14-15
• 2.2 基坑变形15-19
• 2.2.1 变形模式及影响范围15
• 2.2.2 沉降计算15-19
• 2.3 土坡的稳定性分析19-21
• 3 单侧的基坑开挖对路基影响分析21-60
• 3.1 有限差分原理21
• 3.2 数值计算模型及分析方案21-25
• 3.2.1 模型建立23-24
• 3.2.2 分析方案24-25
• 3.3 基坑自稳定性分析及临界参数的确定25-33
• 3.3.1 基坑自稳定性分析25-29
• 3.3.2 基坑的临界参数确定29-33
• 3.4 开挖距离的影响33-36
• 3.5 开挖深度的影响36-40
• 3.6 基坑走向的影响40-58
• 本章小结58-60
• 4 两侧开挖基坑对路基的影响分析60-95
• 4.1 基坑稳定性分析60-68
• 4.1.1 基坑自稳定性分析60-64
• 4.1.2 基坑的临界参数确定64-68
• 4.2 开挖距离的影响68-71
• 4.3 开挖深度的影响71-75
• 4.4 跨越角度的影响75-88
• 4.5 开挖顺序的影响88-91
• 4.6 单双侧开挖基坑空间效应对比91-93
• 4.6.1 开挖深度的影响92-93
• 4.6.2 开挖距离的影响93
• 本章小结93-95
• 5 基坑支护结构的优化95-100
• 5.1 支护结构简介95
• 5.2 数值模拟95
• 5.2.1 分析方案95
• 5.2.2 模型建立95
• 5.3 支护效果分析95-98
• 5.3.1 钢板桩95-97
• 5.3.2 微型钢管桩结合复合预应力锚杆支护97-98
• 5.4 支护结构的选择与优化98-99
• 本章小结99-100
• 6 结论与展望100-102
• 6.1 主要结论100
• 6.2 有待解决的问题100-102
• 致谢102-103
• 参考文献103-105
• 攻读学位期间的研究成果105

【参考文献】

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本文编号：335102