基坑降水对周围建筑物沉降影响的模拟与预测研究

发布时间：2023-02-09 09:02

　　基坑工程是一个涉及到土力学、材料力学、水文地质学、流体力学、工程地质等多种学科相互影响的综合性工程。随着城市化脚步的加快,越来越多的深基坑工程出现在建筑物较为密集的区域。为了保证作业面的干燥整洁,势必要将地下水位降到基坑底面设计标高以下,这将引起基坑周围地下水位的变化,进而使得基坑周围建筑物发生沉降,如果处理手段不当将会使基坑周围建筑物产生安全隐患,造成极为不良的社会影响。因此,开展基坑降水对周围建筑物沉降的模拟与预测研究就尤为必要。本文以昆明市某基坑在透水层的实际降水案例为依托,利用Midas GTS有限元分析软件建立了三维应力-渗流耦合模型,分析了降水过程中地下水渗流和基坑周围建筑物沉降规律。同时针对地层参数过于复杂的问题,应用数学模型预测了降水过程中周围建筑物的沉降,主要研究内容及成果如下:(1)应用Midas GTS有限元软件建立了三维应力-渗流耦合模型,分析结果表明,模拟值与监测值的误差范围在-5.56%-11.12%之间。(2)根据渗流耦合理论,分析了基坑降水过程中止水帷幕的插入深度的变化对周围建筑物沉降的影响。分析结果表明,当止水帷幕的插入深度分为0m、3m、6m、9m、...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 问题的提出
    1.3 国内外基坑降水的研究现状
        1.3.1 基坑降水的种类以及方法
        1.3.2 基坑降水对周围环境的影响研究现状
    1.4 主要研究内容及技术路线
第二章 基坑降水对周围环境影响理论研究
    2.1 渗流理论
    2.2 渗流场中的基本概念
        2.2.1 多孔介质及地下水
        2.2.2 渗流场
        2.2.3 渗流运动分类
        2.2.4 渗流水头
        2.2.5 水力坡降
        2.2.6 渗透力
    2.3 基坑降水过程中土中有效应力
    2.4 基坑降水过程中沉降机理分析
        2.4.1 降水引起的有效应力变化分析
        2.4.2 基坑降水过程中渗透力对有效应力的影响
    2.5 基坑降水过程中渗流场微分方程的建立
        2.5.1 达西定律
        2.5.2 基坑降水中的渗流连续性方程
        2.5.3 基坑降水过程中渗流微分方程
        2.5.4 基坑降水过程中三维渗流方程的的定解条件
    2.6 降水过程中渗流场与应力场的耦合分析
        2.6.1 渗流场和应力场的相互作用
        2.6.2 降水过程中流固耦合方程的建立
    2.7 本章小结
第三章 降水对周围建筑物沉降的影响分析
    3.1 工程概况
    3.2 Midas GTS软件及特点介绍
        3.2.1 Midas GTS主要功能介绍
        3.2.2 Midas GTS特点及适用范围
        3.2.3 Midas GTS建模步骤
    3.3 计算模型概况分析
    3.4 模型的参数选取
    3.5 施工工况模拟
    3.6 模拟结果分析
        3.6.1 降水过程中周围建筑物沉降模拟分析
        3.6.2 基坑降水过程中渗流场变化规律
    3.7 本章小结
第四章 基坑降水过程周围建筑物沉降影响分析
    4.1 止水帷幕插入比的变化对基坑周围建筑物的沉降影响分析
    4.2 分次降水对基坑周围建筑物的沉降影响
    4.3 降水速度对基坑既有建筑物沉降影响
    4.4 土层条件对基坑降水过程中建筑物沉降的影响
    4.5 降水井降水深度不同对周围建筑物沉降的影响
    4.6 本章小结
第五章 基于MAPSO-LSSVM对基坑降水过程中建筑物沉降预测.
    5.1 数学模型的选择
        5.1.1 回归分析法
        5.1.2 自回归滑动平均模型(ARIMA)
        5.1.3 神经网络模型
        5.1.4 机器学习模型
    5.2 最小二乘支持向量机原理
        5.2.1 MAPSO模型原理
        5.2.2 数据的混沌特性分析
    5.3 建模步骤
    5.4 模型预测结果
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录
    A.硕士期间主要成果



本文编号：3738608