基于渗流—应力耦合分析的基坑开挖数值计算及变形的研究
发布时间：2022-01-08 08:46
随着建筑规模的逐渐扩大,基坑工程不断涌现,而随着技术的成熟,基坑的深度也愈发增大,基坑变形成为了设计施工中最重要的安全指标,所以基坑变形的问题越来越受到重视。在含水丰富的地区进行深基坑工程施工时,首先需要解决的关键问题就是周围水环境所产生的渗流场与基坑应力场的耦合作用对深基坑变形的影响,包括围护结构的变形、基底隆起和周围地表的沉降等等,因此,考虑流固耦合作用深基坑变形分析无论是理论研究方面还是指导工程实践方面都具有重要的意义。本文以亳州建安隧道深基坑工程为研究对象,在理论分析的基础上,运用有限元软件Midas/GTS进行建模计算,将计算数据与实测数据对比分析,对开挖过程中基坑的变形规律和渗流对基坑变形的影响进行了系统性的研究,同时采用控制变量法,改变数值模型中的参数,从而探讨土体参数、围护结构参数以及施工因素对基坑变形的影响。本文的主要研究成果如下所示:（1）对基坑变形的作用机理进行理论分析,研究了基坑开挖过程中渗流类型以及降水方法,同时对基于有限元的三维渗流-应力耦合分析理论进行研究,为建模与分析提供理论基础。（2）结合工程实例,运用Midas/GTS有限元软件建立了不考虑渗流和考虑...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
合肥地铁望江西路站基坑工程
第一章 绪论第一章 绪论1.1 研究背景及意义1.1.1 本课题研究背景近年来，高层建筑、大型地下商场、城市轨道交通、桥梁隧道、大规模的市政工程以及多种用途的地下民用和工业设施在城市内不断建造，于是越来越多的基坑工程开始出现，其规模也在逐渐扩大，与此同时，基坑的难度和复杂性也在逐渐增加。如图 1.1 所示是的合肥地铁 3 号线望江西路站基坑工程，图 1.2 所示是的上海市卢湾区第 55 街坊工程。
工过程中极容易出现问题。为了在开挖中避免出现危险，基坑开挖的稳定性就显得至关重要。对基坑开挖环境的勘察保证了设计施工的安全，合理的支护结构可以控制主体结构和周围土体的变形，二者在设计阶段保证了基坑开挖的稳定。基坑开挖时，地基极有可能出现不稳定的状态，因此在设计阶段基坑的稳定性需要通过计算确定。按照以往的工程事故案例可知基坑的大概破坏形式有三种[2]：一、周边环境破坏：基坑开挖时，基坑周围土体受到施工影响会发生沉降，当坑边土体出现不均匀沉降时，周围建（构）筑物以及地下埋设的管线都会受到程度不一的影响甚至破坏，影响其正常使用。二、基坑支护破坏：当基坑的支护结构受力过大时发生破坏，此时基坑的支护体系就遭到破坏，基坑的稳定性得不到保证，从而发生失稳破坏。三、土体渗透破坏：基坑由于渗流的出现而产生的一种破坏形式。如图 1.3 所示是杭州地铁在开挖施工时基坑发生倒塌事故，周围道路也遭受其影响产生了沉降破坏。如图 1.4 所示，湖南浯溪的一个水电站基坑在开挖时出现渗透破坏。
【参考文献】：
期刊论文
[1]开挖卸荷状态下深基坑变形特性研究[J]. 陈昆,闫澍旺,孙立强,王亚雯. 岩土力学. 2016(04)
[2]流固耦合与非流固耦合在深基坑模拟中的对比分析[J]. 林国威,左人宇,陆钊,翟东格,卢镇文. 路基工程. 2015(04)
[3]摩尔库伦和修正摩尔库伦本构有限元模拟结果对比分析[J]. 张瑞金,胡奇凡. 中国房地产业. 2015(08)
[4]软土地基上深基坑开挖变形控制及风险性研究[J]. 张学亚,钱德玲,魏雪云. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(02)
[5]逆作法超深基坑实测土压力分析[J]. 张立明,赵超颖. 天津建设科技. 2014(06)
[6]浅谈地铁车站深基坑开挖对建筑物的影响[J]. 段永北. 科技展望. 2014(08)
[7]超深基坑工程渗流耦合理论研究进展[J]. 王春波,丁文其,陈志国,朱令. 同济大学学报(自然科学版). 2014(02)
[8]考虑位移的土压力计算方法在基坑工程中的应用[J]. 姚国圣. 岩土工程学报. 2013(S2)
[9]考虑卸荷及变形影响的基坑挡墙土压力[J]. 欧明喜,刘新荣,石建勋. 中南大学学报(自然科学版). 2012(02)
[10]考虑残余应力的基坑被动区土压力及强度计算[J]. 孙玉永,周顺华,庄丽. 土木工程学报. 2011(09)
博士论文
[1]工程降水对深基坑性状及周围环境影响的研究[D]. 李琳.同济大学 2007
[2]上海地区支护结构与主体地下结构相结合的深基坑变形性状研究[D]. 徐中华.上海交通大学 2007
[3]岩体渗流—应力耦合的随机有限元方法[D]. 何翔.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2006
硕士论文
[1]考虑流固耦合作用的深基坑降水工程环境影响研究[D]. 郭建玮.太原理工大学 2017
[2]考虑土体变形和渗流非线性的一维固结分析[D]. 孙琮涵.湖南大学 2015
[3]水平荷载作用下排桩的受力和变形特性研究[D]. 崔允亮.扬州大学 2009
[4]考虑渗流影响的基坑开挖数值模拟[D]. 金成武.华中科技大学 2007
[5]开挖对饱和软土地基影响的非线性流固耦合分析[D]. 吕小海.天津大学 2005
[6]深基坑工程渗流与变形分析[D]. 高福华.河海大学 2004
[7]渗透系数的随机反演方法研究[D]. 杨剑.河海大学 2001
本文编号：3576255
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
合肥地铁望江西路站基坑工程
第一章 绪论第一章 绪论1.1 研究背景及意义1.1.1 本课题研究背景近年来，高层建筑、大型地下商场、城市轨道交通、桥梁隧道、大规模的市政工程以及多种用途的地下民用和工业设施在城市内不断建造，于是越来越多的基坑工程开始出现，其规模也在逐渐扩大，与此同时，基坑的难度和复杂性也在逐渐增加。如图 1.1 所示是的合肥地铁 3 号线望江西路站基坑工程，图 1.2 所示是的上海市卢湾区第 55 街坊工程。
工过程中极容易出现问题。为了在开挖中避免出现危险，基坑开挖的稳定性就显得至关重要。对基坑开挖环境的勘察保证了设计施工的安全，合理的支护结构可以控制主体结构和周围土体的变形，二者在设计阶段保证了基坑开挖的稳定。基坑开挖时，地基极有可能出现不稳定的状态，因此在设计阶段基坑的稳定性需要通过计算确定。按照以往的工程事故案例可知基坑的大概破坏形式有三种[2]：一、周边环境破坏：基坑开挖时，基坑周围土体受到施工影响会发生沉降，当坑边土体出现不均匀沉降时，周围建（构）筑物以及地下埋设的管线都会受到程度不一的影响甚至破坏，影响其正常使用。二、基坑支护破坏：当基坑的支护结构受力过大时发生破坏，此时基坑的支护体系就遭到破坏，基坑的稳定性得不到保证，从而发生失稳破坏。三、土体渗透破坏：基坑由于渗流的出现而产生的一种破坏形式。如图 1.3 所示是杭州地铁在开挖施工时基坑发生倒塌事故，周围道路也遭受其影响产生了沉降破坏。如图 1.4 所示，湖南浯溪的一个水电站基坑在开挖时出现渗透破坏。
【参考文献】：
期刊论文
[1]开挖卸荷状态下深基坑变形特性研究[J]. 陈昆,闫澍旺,孙立强,王亚雯. 岩土力学. 2016(04)
[2]流固耦合与非流固耦合在深基坑模拟中的对比分析[J]. 林国威,左人宇,陆钊,翟东格,卢镇文. 路基工程. 2015(04)
[3]摩尔库伦和修正摩尔库伦本构有限元模拟结果对比分析[J]. 张瑞金,胡奇凡. 中国房地产业. 2015(08)
[4]软土地基上深基坑开挖变形控制及风险性研究[J]. 张学亚,钱德玲,魏雪云. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(02)
[5]逆作法超深基坑实测土压力分析[J]. 张立明,赵超颖. 天津建设科技. 2014(06)
[6]浅谈地铁车站深基坑开挖对建筑物的影响[J]. 段永北. 科技展望. 2014(08)
[7]超深基坑工程渗流耦合理论研究进展[J]. 王春波,丁文其,陈志国,朱令. 同济大学学报(自然科学版). 2014(02)
[8]考虑位移的土压力计算方法在基坑工程中的应用[J]. 姚国圣. 岩土工程学报. 2013(S2)
[9]考虑卸荷及变形影响的基坑挡墙土压力[J]. 欧明喜,刘新荣,石建勋. 中南大学学报(自然科学版). 2012(02)
[10]考虑残余应力的基坑被动区土压力及强度计算[J]. 孙玉永,周顺华,庄丽. 土木工程学报. 2011(09)
博士论文
[1]工程降水对深基坑性状及周围环境影响的研究[D]. 李琳.同济大学 2007
[2]上海地区支护结构与主体地下结构相结合的深基坑变形性状研究[D]. 徐中华.上海交通大学 2007
[3]岩体渗流—应力耦合的随机有限元方法[D]. 何翔.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2006
硕士论文
[1]考虑流固耦合作用的深基坑降水工程环境影响研究[D]. 郭建玮.太原理工大学 2017
[2]考虑土体变形和渗流非线性的一维固结分析[D]. 孙琮涵.湖南大学 2015
[3]水平荷载作用下排桩的受力和变形特性研究[D]. 崔允亮.扬州大学 2009
[4]考虑渗流影响的基坑开挖数值模拟[D]. 金成武.华中科技大学 2007
[5]开挖对饱和软土地基影响的非线性流固耦合分析[D]. 吕小海.天津大学 2005
[6]深基坑工程渗流与变形分析[D]. 高福华.河海大学 2004
[7]渗透系数的随机反演方法研究[D]. 杨剑.河海大学 2001
本文编号：3576255
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