超大深基坑群耦合效应及施工变形控制研究

发布时间：2017-08-25 07:55

  本文关键词：超大深基坑群耦合效应及施工变形控制研究

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【摘要】：随着城市化的快速发展,城市地下空间的利用逐渐增多,在同一区域一系列规格不一的基坑同步施工或者相继施工,便会对基坑周边环境、基坑围护结构、基坑坑底土体回弹等的影响产生不同程度的耦合叠加作用,即耦合效应。其影响程度又受到土体条件、开挖顺序、施工工况以及各个基坑的复杂程度等多个因素的影响,不同影响因素对基坑周边环境、围护结构及坑底土体回弹等的影响机理目前还未有完善的结论,特别是郑州粉土地区关于基坑群耦合效应的研究目前还未见于报端,因此,急需对郑州粉土地区基坑群耦合效应问题进行深入研究以指导工程实践。郑州新郑国际机场二期建设项目旅客捷运系统工程紧邻正在施工的城铁基坑工程,属于典型的超大深基坑群工程,本文以此工程为背景,运用FLAC3D有限差分软件,采用Mohr-Coulomb本构模型及Mohr-Coulomb破坏准则,建立三维数值模型,对超大深基坑群耦合效应及施工变形控制问题作了如下研究:(1)通过建立假三维基坑开挖模型并结合理论分析,得出单个基坑开挖时基坑周边地表沉降、基坑变形及坑底土体回弹的变化规律;进而研究基坑群的耦合效应机理并分析影响基坑稳定与安全的主要因素。(2)以上述理论研究为基础,结合工程实例,建立三位数值模型,首先分析该工程所采用的施工变形控制措施,并验证其控制效果;然后将数值计算结果与实际监测数据对比分析,证明数值模拟结果的正确性,以确保耦合效应研究成果真实可靠。(3)基于此,分析不同开挖顺序、不同施工工况下基坑群周边地表沉降量、基坑排桩变形、基坑坑底土体回弹等的耦合效应机理,并基于此,对类似工程提出基坑开挖顺序建议,以指导工程实践。
【关键词】：超大深基坑群 耦合效应 数值模拟 基坑变形控制
【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】：TU753
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 引言9
• 1.2 深基坑工程国内外研究现状9-11
• 1.3 本文的主要研究内容及工作11-13
• 2 超大深基坑群耦合效应相关理论研究13-23
• 2.1 深基坑的变形机理13-18
• 2.1.1 深基坑的变形机理13-17
• 2.1.2 围护结构的变形模式17-18
• 2.2 深基坑群耦合效应机理18-21
• 2.2.1 基坑开挖对坑外土体的影响范围18-19
• 2.2.2 基坑群开挖耦合效应影响区域划分19-21
• 2.2.3 影响基坑稳定与安全的主要因素21
• 2.3 本章小结21-23
• 3 超大深基坑群耦合效应数值模拟23-41
• 3.1 FLAC3D软件综述23-28
• 3.1.1 FLAC/FLAC3D简介23-24
• 3.1.2 FLAC/FLAC3D本构模型24-28
• 3.1.3 FLAC3D与常用有限元软件的比较28
• 3.2 超大深基坑群工程背景28-33
• 3.2.1 工程概况29-31
• 3.2.2 水文地质条件31
• 3.2.3 场地岩土工程条件31-33
• 3.3 超大深基坑群耦合效应三维数值模型建立33-39
• 3.3.1 模型假定33-34
• 3.3.2 参数选取34-35
• 3.3.3 边界条件35
• 3.3.4 模型建立35-38
• 3.3.5 初始条件38
• 3.3.6 计算工况38-39
• 3.4 本章小结39-41
• 4 超大深基坑群施工变形控制措施分析41-47
• 4.1 基坑变形控制标准41-44
• 4.2 基坑变形控制措施44-45
• 4.3 基坑变形控制应急措施45
• 4.4 本章小结45-47
• 5 超大深基坑群耦合效应数值计算结果分析47-73
• 5.1 计算结果与实际监测数据对比47-48
• 5.2 实际工况的基坑群开挖耦合效应研究48-63
• 5.2.1 基坑群开挖对坑外地表沉降的影响49-55
• 5.2.2 基坑群开挖对基坑围护结构变形的影响55-60
• 5.2.3 基坑群开挖对坑底土体隆起的影响60-63
• 5.3 不同施工顺序的耦合效应研究63-70
• 5.3.1 基坑群开挖对坑外地表沉降的影响65-67
• 5.3.2 基坑群开挖对围护结构位移形状的影响67-69
• 5.3.3 基坑群开挖对围护结构位移量的影响69-70
• 5.3.4 基坑群开挖对内撑轴力的影响70
• 5.4 本章小结70-73
• 6 结论与展望73-75
• 6.1 结论73-74
• 6.2 研究中的不足74
• 6.3 展望74-75
• 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文75-77
• 致谢77-79
• 参考文献79-81

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本文编号：735901