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地铁深基坑工程施工过程中的变形控制研究
| 论文题名： | 地铁深基坑工程施工过程中的变形控制研究 |
| 关键词： | 地下铁路;基坑开挖;时空效应;数值模拟;变形控制 |
| 摘要： | 随着城市建设用地的日益紧张，大多数深基坑工程的施工地点位于城市建筑密集区，基坑毗邻已有建筑及地下管线等设施，深基坑施工必然会对周围已有建筑物的受力和变形产生不利影响。在基坑工程中存在时空效应，即坑底和周围土体的应力状态及变形与施工过程有着密切的关系。本文基于减少不利影响的目的，依托天津某实际工程，特别对地铁深基坑工程施工过程中的变形控制展开了深入的研究，系统的论述了时空效应的基本原理及基于时空效应的现代基坑施工设计理念，并且阐述了基坑开挖数值模型的基本原理。本文的主要工作和结论如下： 本文收集和整理国内外盖挖逆作法及时空效应的研究成果，分别从施工工艺、分析原理、工程实践等方面阐述了盖挖逆作法的技术优势以及基于时空效应的信息化施工过程，奠定了进一步开展研究的基础。 运用PLAXIS模拟了基坑的开挖过程，对换撑与满堂脚手架工况进行了对比分析，精确模拟了地下水位的稳态下降过程及软土应力随应变的硬化规律，通过模拟分析和研究得出如下结论：降水过程会导致基坑支护结构与周边土体的变形且其变形量与土体卸荷工况相当；与常规做转换撑方案相比满堂红脚手架作为支护结构的方案具有施工简便节约工期的明显优势，采用满堂脚手架方案得到的基坑变形量略大于换撑方案，但是变形仍满足规范要求，因此对于本工程采用满堂脚手架代替换撑方案具有可行性。 结合某盖挖逆作深基坑工程的典型设计断面，模拟施工过程，分四个施工步进行计算，得到了相应的墙体测斜、坑底回弹、地表沉降结果，与实测数据的对比表明了，数值模拟结果真实地反映了坑底回弹、支护结构变形与地表沉降发展规律，即随着基坑挖深的增加坑底回弹量逐渐增大，随着底板的施工回弹量呈减小趋势；支护结构的侧向位移随着挖深的增加而向坑内发展，最大变形值出现在每一步开挖的坑底附近；坑外地表沉降随开挖深度的增加而增大。 为了研究施工过程中时间效应对基坑稳定性的影响，采用数值方法分别模拟了降水、支护、开挖同时进行与分步进行的情况，结果表明不同的施工时间安排对坑底回弹与地面沉降的影响显著，相同施工工况下，随着施工时间的延长，基坑变形量呈现增长趋势。为了研究空间效应对基坑稳定性的影响，以某断面的第三施工步为例，分别模拟三种分块开挖方式，即从左向右依次开挖、从中间向两侧开挖、从两侧向中间开挖，结果表明先开挖基坑的中间部位而后再分别向两侧开挖对控制基坑变形的效果最佳。 |
| 作者： | 胡林 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 刘润 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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