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黄石某高边坡基坑数值模拟及支护方案优化研究
| 论文题名： | 黄石某高边坡基坑数值模拟及支护方案优化研究 |
| 关键词： | 高速公路;边坡基坑;施工过程;水平位移;竖直沉降;喷锚支护 |
| 摘要： | 边坡与基坑相邻的情形常见于小区住宅楼区域，为了增大土地的利用率，工程上会减小基坑和边坡之间的距离，导致施工过程中边坡失稳的可能性大大增加。为了满足工程的稳定性和经济性要求，需要设计支护方案并对其进行优化，同时还需要考虑降雨对边坡造成的影响。本次研究针对黄石市下陆区某小区的边坡基坑展开，由于地质条件复杂，在收集了工程所在地的水文地质和区域地质资料的基础上，对工程地质条件进行了评价，采用数值模拟、解析法和现场施工监测法对施工过程中边坡和基坑的水平位移、竖直沉降进行了系统的研究，在此基础上，对边坡喷锚支护方案进行了优化。主要研究内容和结果如下： 1.运用abaqus数值模拟软件模拟开挖过程，并对比模拟结果与监测数据。结果表明两者的变化趋势基本一致，水平位移最大值4.38mm，竖向位移最大值为13.55mm，最大位移均位于坡顶处，两者均随深度增加逐渐减小； 2.利用正交试验设计16组试验方案，设置4个水平，并对锚杆直径、间距、倾角进行敏感度分析，并优化支护方案，优化后锚杆横向和竖向间距从2m变为3.2m，其他和原方案不变，安全系数由1.974降为1.595，锚杆数量由48根减少为24根，经济性大大提高； 3.对边坡进行降雨入渗分析，并对孔隙压力、饱和度进行深入研究。结果表明，地下水位以下区域的饱和度基本无变化，残余饱和度为0.04。随着降雨的持续进行，孔压随降雨强度增加逐渐上升，48h时达到最大，降雨强度减弱后逐步恢复到未降雨时的状态； 4.根据设计规范设计排水结构，运用abaqus软件对降雨条件进行数值模拟，上部边坡排水孔流量均随降雨持续进行先增大后减小，下部边坡排水孔流量逐渐增大。上部边坡排水孔流量最大为21.1729L/h，距离坡顶2.4m，下部边坡排水孔流量最大为18.136L/h，距离地表面3.6m； 本文对边坡基坑进行施工过程模拟，并优化支护方案，进行流固耦合研究，可以为类似的边坡基坑工程提供指导和借鉴作用。 |
| 作者： | 柯周威 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 田昌贵;胡江华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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