承压水地层中嵌岩地下连续墙施工全过程受力特性分析

发布时间：2017-07-02 06:09

  本文关键词：承压水地层中嵌岩地下连续墙施工全过程受力特性分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在城市的开发建设过程中,出现了越来越多的深基坑工程,其开挖深度和规模不断增加。在多元地层下的临江深基坑工程中,往往存在承压水,此时加深地下连续墙嵌入不透水基岩隔断基坑内外的水力联系,是最可靠的承压水处理措施,针对此类承压水地层中嵌岩地下连续墙的研究较少。同时,多道支撑的地下连续墙在不同开挖工况时,地下连续墙的受力体系会有差别,因此有必要进行开挖全过程的受力特性分析。本文结合武汉绿地中心深基坑工程,采用模型试验、数值模拟方法对承压水地层下嵌岩地下连续墙的施工开挖全过程受力特性进行分析。通过自行设计的模型试验实现了分步开挖、支撑体系的安装、承压水地层的模拟及施工开挖全过程墙身受力变形的数据采集,分析了地下连续墙的受力特性,并进行了含承压水与不含承压水的对比分析。试验结果显示,地下连续墙的变形均呈抛物线形,中间鼓出,墙后主动区土压力基本随着开挖的进行逐渐减小。承压水的存在会增加墙身位移的鼓出量,增大墙身挠曲并加剧墙后土压力的重分布,使土压力呈现两头大中间小的形态;含承压水时,墙身弯矩急剧增大,墙身弯矩分布形式与支撑密切相关,开挖深度范围内基本为面坑侧受拉,最大弯矩为面侧受拉弯矩,墙身背侧受拉的最大弯矩出现在嵌固段。针对承压水地层下的嵌岩地下连续墙,运用MIDAS/GTS岩土工程分析软件进行模拟计算。利用有限元软件的便利性,对模型试验进行有限元验证,并对模型试验未考虑周全的因素做必要的补充,模拟结果表明,有限元计算结果与试验结果反映的规律较为接近。对武汉绿地中心深基坑工程进行模拟,考虑了实际的分步开挖、支撑施工等过程,得出了墙后土压力及墙身的受力变形规律,与试验结果进行对比分析。同时对不含承压水的工况进行模拟,分析了承压水的影响。结合武汉绿地中心深基坑工程,确定了承压水地层中嵌岩地下连续墙深基坑的监测内容,结合已有的监测成果对本文部分结论进行验证,并结合本文研究成果对部分监测内容提出了改进措施。综上所述,本文采用模型试验与数值模拟对承压水地层下嵌岩地下连续墙的施工开挖全过程的受力特性进行研究分析,并结合实际工程进行应用及验证。研究成果对类似的深基坑工程具有一定的参考价值。
【关键词】：承压水 嵌岩地下连续墙 施工开挖全过程 受力特性 模型试验 数值模拟
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU753
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-14
• 主要符号14-15
• 1 绪论15-27
• 1.1 问题的提出及研究意义15-17
• 1.1.1 问题的提出15-16
• 1.1.2 研究意义16-17
• 1.2 国内外研究现状17-25
• 1.2.1 基坑工程中的土压力问题17-22
• 1.2.2 地下连续墙的受力变形22-25
• 1.3 本文研究的内容和技术路线25-27
• 1.3.1 本文研究内容25
• 1.3.2 本文技术路线25-27
• 2 武汉绿地中心深基坑工程概况27-39
• 2.1 武汉绿地中心基坑工程简介27-31
• 2.1.1 工程简介27-29
• 2.1.2 气象条件29
• 2.1.3 工程地质条件29
• 2.1.4 水文地质条件29-31
• 2.2 深基坑支护方案31-38
• 2.2.1 深基坑支护方案概述31-32
• 2.2.2 场地地下水控制措施32-33
• 2.2.3 两墙合一地下连续墙围护体33-34
• 2.2.4 分区临时隔断围护体34-35
• 2.2.5 内支撑体系设计概述35-37
• 2.2.6 基坑开挖施工方案概述37-38
• 2.3 本章小结38-39
• 3 嵌岩地下连续墙施工全过程室内模型试验39-63
• 3.1 试验目的和内容39-40
• 3.1.1 试验目的39
• 3.1.2 试验内容39-40
• 3.2 试验难点分析40
• 3.3 模型试验设计40-49
• 3.3.1 试验模型箱设计40
• 3.3.2 试验模型的设计及模型材料的选取40-41
• 3.3.3 弹性支撑杆的设计及安装41-44
• 3.3.4 承压水模拟44-45
• 3.3.5 试验土样的选择45-46
• 3.3.6 试验工况46
• 3.3.7 数据量测系统的设计46-49
• 3.4 试验实施49-57
• 3.4.1 试验模型制作、安装及量测系统布设49-55
• 3.4.3 开挖及数据采集55-57
• 3.5 含承压水与不含承压水地层试验结果整理分析57-61
• 3.5.1 挡墙位移测量结果57-58
• 3.5.2 土压力测量结果58-60
• 3.5.3 挡墙弯矩测量结果60-61
• 3.6 本章小结61-63
• 4 嵌岩地下连续墙施工全过程数值模拟63-81
• 4.1 模型试验的有限元验证补充63-70
• 4.1.1 模型及参数选择63-64
• 4.1.2 含承压水及不含承压水数值模拟结果与分析64-67
• 4.1.3 影响地下连续墙受力机理的其他因素模拟分析67-70
• 4.2 武汉绿地中心深基坑工程有限元模拟70-78
• 4.2.1 模型建立及参数的选择70-72
• 4.2.2 计算结果整理及分析72-78
• 4.3 小结78-81
• 5 武汉绿地中心深基坑现场监测81-93
• 5.1 武汉绿地中心深基坑监测内容82-84
• 5.2 监测方法研究及监测系统的布设84-88
• 5.2.1 位移及沉降监测84-85
• 5.2.2 深层水平位移监测85-86
• 5.2.3 围护结构内应力监测86-87
• 5.2.4 地下水位监测87-88
• 5.2.5 土压力和孔隙水压力监测88
• 5.3 武汉绿地中心现场监测结果88-92
• 5.4 小结92-93
• 6 结论与展望93-95
• 6.1 结论93-94
• 6.2 展望94-95
• 致谢95-97
• 参考文献97-101
• 附录101
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录101
• B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目101

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