上跨既有隧道基坑开挖变形数值模拟
发布时间：2021-03-04 01:49
城市有限的土地资源与空间资源、地铁隧道建设的迅猛发展以及新建基坑的频繁出现,这使得新建基坑上跨于既有营运隧道的情形变得越发普遍。上跨既有隧道基坑的开挖过程中会伴随着各种变形,如果这些变形超过相关规定的警戒值后,则会影响到基坑工程的正常施工以及下卧隧道等公共设施的安全使用,甚至还会引发相关基坑工程事故,因此研究该问题具有重大的理论意义与现实意义。在实际的工程中,基坑开挖引起的变形问题一直是一个难点问题,其复杂多变、影响因素众多、且极具特殊性,许多学者都从各自的角度对其进行过细致分析。本文主要针对上跨于城市既有隧道的基坑进行深入而系统的研究,通过数值模拟软件FLAC3D建立相关模型着重分析基坑开挖过程中的基坑周边地表沉降变形、围护结构侧向变形、基坑坑底隆起变形和下卧隧道隆起变形这四种变形。本文主要围绕以下几个方面进行研究:（1）首先进行基坑典型断面的二维分析,通过建立20多个二维小模型着重讨论在不同开挖深度、不同围护结构嵌土深度、不同围护结构形式、不同开挖方式和不同的坑隧距离情形下上述四种变形的变化规律,从计算结果指出基坑变形的危险区域,给实际工程提供相应指导。（2）建立数个大中型三维基坑...
【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】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型网格图
13（c）开挖 10m 时竖向和水平变形图图 2.6 开挖完成后竖向及水平变形云图Fig 2.6 Vertical and horizontal deformation cloud after completion of excavation由于上面仅展示了不同开挖深度基坑的整体变形云图，为了详细地研究地表不同位置的沉降情况以及围护结构不同位置侧向变形情况，现提取相关数据绘制成如下图表。
固定了围护结构底端的竖向位移，因此坑底两侧靠近围护墙的土体受到墙体的约束，其竖向变形值均趋向零，而在实际工程中，这部分土体会产生较小的隆起变形，但其在桩身摩擦力和围护结构底端土体约束下，隆起量也是微小的。有关不同开挖深度下基坑周边土体的塑性区发展情况如图 2.11 所示，从图中可以明显看出，开挖较浅时塑性区开始仅出现在基坑坑底，且区域较小，随着开挖越来越深，基坑的塑性区开始不断发展，一方面坑底的塑性区不断地向深层土体蔓延，另一方面，基坑的两侧即围护结构所在区域也出现塑性区，在开挖 10m 时，该处的塑性区已有相当大的规模。（a）开挖 2m 时塑性区 （b）开挖 6m 时塑性区
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国隧道及地下工程近两年的发展与展望[J]. 洪开荣. 隧道建设. 2017(02)
[2]基坑开挖引起下卧隧道隆起变形的实测数据分析[J]. 郭鹏飞,杨龙才,周顺华,宫全美,肖军华. 岩土力学. 2016(S2)
[3]基于数值分析的深基坑围护结构优化设计[J]. 汪鹏程,文杰,邵长征,刘志. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2016(09)
[4]空间效应对基坑开挖围护结构变形的影响[J]. 付立彬,宋梦. 地下空间与工程学报. 2015(06)
[5]深基坑开挖变形控制及对周边建筑物影响的研究[J]. 张波,钱德玲,蒋玉敏. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(11)
[6]基于FLAC3D地铁车站基坑开挖的变形规律研究[J]. 杨伦,朱大勇,袁海平,蒋泽锋. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(10)
[7]基于FLAC3D的深基坑开挖与支护数值模拟应用[J]. 徐凌,陈格际,刘帅. 沈阳工业大学学报. 2016(01)
[8]基坑开挖引起邻近既有隧道变形的影响区研究[J]. 郑刚,杜一鸣,刁钰,邓旭,朱敢平,张立明. 岩土工程学报. 2016(04)
[9]我国隧道及地下工程发展现状与展望[J]. 洪开荣. 隧道建设. 2015(02)
[10]基坑上跨已运营地铁隧道的设计及实测分析[J]. 黄海滨,曹洪,梁卫军,杨春山,叶雅图. 岩土工程学报. 2014(S1)
博士论文
[1]软土地区基坑对下卧隧道变形的影响与控制研究[D]. 张俊峰.上海交通大学 2013
硕士论文
[1]天津市某深基坑分步开挖对支护结构影响的现场监测及有限元分析[D]. 徐新光.天津大学 2012
本文编号：3062350
【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】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型网格图
13（c）开挖 10m 时竖向和水平变形图图 2.6 开挖完成后竖向及水平变形云图Fig 2.6 Vertical and horizontal deformation cloud after completion of excavation由于上面仅展示了不同开挖深度基坑的整体变形云图，为了详细地研究地表不同位置的沉降情况以及围护结构不同位置侧向变形情况，现提取相关数据绘制成如下图表。
固定了围护结构底端的竖向位移，因此坑底两侧靠近围护墙的土体受到墙体的约束，其竖向变形值均趋向零，而在实际工程中，这部分土体会产生较小的隆起变形，但其在桩身摩擦力和围护结构底端土体约束下，隆起量也是微小的。有关不同开挖深度下基坑周边土体的塑性区发展情况如图 2.11 所示，从图中可以明显看出，开挖较浅时塑性区开始仅出现在基坑坑底，且区域较小，随着开挖越来越深，基坑的塑性区开始不断发展，一方面坑底的塑性区不断地向深层土体蔓延，另一方面，基坑的两侧即围护结构所在区域也出现塑性区，在开挖 10m 时，该处的塑性区已有相当大的规模。（a）开挖 2m 时塑性区 （b）开挖 6m 时塑性区
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国隧道及地下工程近两年的发展与展望[J]. 洪开荣. 隧道建设. 2017(02)
[2]基坑开挖引起下卧隧道隆起变形的实测数据分析[J]. 郭鹏飞,杨龙才,周顺华,宫全美,肖军华. 岩土力学. 2016(S2)
[3]基于数值分析的深基坑围护结构优化设计[J]. 汪鹏程,文杰,邵长征,刘志. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2016(09)
[4]空间效应对基坑开挖围护结构变形的影响[J]. 付立彬,宋梦. 地下空间与工程学报. 2015(06)
[5]深基坑开挖变形控制及对周边建筑物影响的研究[J]. 张波,钱德玲,蒋玉敏. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(11)
[6]基于FLAC3D地铁车站基坑开挖的变形规律研究[J]. 杨伦,朱大勇,袁海平,蒋泽锋. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(10)
[7]基于FLAC3D的深基坑开挖与支护数值模拟应用[J]. 徐凌,陈格际,刘帅. 沈阳工业大学学报. 2016(01)
[8]基坑开挖引起邻近既有隧道变形的影响区研究[J]. 郑刚,杜一鸣,刁钰,邓旭,朱敢平,张立明. 岩土工程学报. 2016(04)
[9]我国隧道及地下工程发展现状与展望[J]. 洪开荣. 隧道建设. 2015(02)
[10]基坑上跨已运营地铁隧道的设计及实测分析[J]. 黄海滨,曹洪,梁卫军,杨春山,叶雅图. 岩土工程学报. 2014(S1)
博士论文
[1]软土地区基坑对下卧隧道变形的影响与控制研究[D]. 张俊峰.上海交通大学 2013
硕士论文
[1]天津市某深基坑分步开挖对支护结构影响的现场监测及有限元分析[D]. 徐新光.天津大学 2012
本文编号：3062350
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