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双侧深大基坑邻近既有地铁车站安全影响研究
| 论文题名： | 双侧深大基坑邻近既有地铁车站安全影响研究 |
| 关键词： | 深大基坑;邻近施工;地铁车站;数值模拟;多体动力学;风险控制 |
| 摘要： | 随着城市地铁网络化运营不断发展，地铁控制保护区内的基坑邻近地铁车站工程越来越多，地铁结构对变形的控制极为严格，一般以毫米计。深大基坑紧邻既有地铁车站，必然会对地铁周边的土层造成扰动，引起地铁车站及轨道结构的附加变形，导致线路不平顺，影响乘客的舒适性，严重时甚至危及地铁列车的安全运营。因此，开展深大基坑工程紧邻既有地铁车站的风险安全研究对确保基坑施工期间地铁的安全运营以及指导类似工程的施工具有重要的应用价值。 论文就某双侧深大基坑邻近既有地铁车站的安全影响进行了全面系统地研究，包括基于ANSYS数值模拟的基坑最优施工方案、SIMPACK多体动力学分析及风险控制措施。主要工作及成果如下: (1)全面总结了基坑邻近既有地铁车站工程风险控制的相关资料:对基坑施工引起周边变形规律、基坑邻近地铁车站变形特点以及轨道变形对列车动力性能的影响三个方面的内容进行总结，将既有地铁结构现状等级评定为“一级”。 (2)基于数值模拟和层次分析法对双侧基坑最优开挖方案进行研究:对双侧深大基坑邻近地铁引起的地表最终沉降、地连墙水平变形、轨道结构变形、轨道时程变形、变形缝差异变形等5个指标进行分析，结果表明:南侧基坑引起结构变形约占总变形的60％～80％，基于5个指标建立多层次分析模型对基坑开挖方案进行综合评定，开挖方案总排序为:“先北后南”＜“先南后北”＜“同时开挖”。 (3)建立ANSYS有限元模型对基坑施工方案进行优化分析:在“南北同时”开挖方案基础上，从基坑开挖深度、围护结构选择及地连墙参数三方面对开挖方案进行优化分析，结果表明:采用单步开挖深度为2m时引起的地连墙水平变形比设计工况减小了约9％～10％;采用厚度为1200mm、嵌固深度为10m的地连墙引起的轨道结构变形比设计工况减小约11％～16％。 (4)建立SIMPACK动力学模型对列车的动力性能进行评价:施工前后列车的安全性保持在“优秀”级别，列车的平稳性由“优秀”降为“合格”，由此可知，基坑施工对列车平稳性的影响大于对列车安全性的影响，但两指标都在规范所要求的范围之内。 (5)提出深大基坑邻近既有地铁车站工程风险控制措施:根据最新研究成果，将本次穿越工程风险等级评定为“特级”，并从新建基坑的风险和既有地铁车站结构的安全两个角度提出了相应的控制措施。 |
| 作者： | 包宸豪 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 彭华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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