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西北干旱地区深基坑支护温度效应研究
| 论文题名： | 西北干旱地区深基坑支护温度效应研究 |
| 关键词： | 基坑工程;支护结构;钢支撑;数值模拟;温度效应 |
| 摘要： | 在对基坑工程支护体系设计时，常常会忽略温度变化对基坑支护体系造成的影响。而现在随着基坑开挖深度越来越深、地下结构复杂等因素，导致基坑工程的施工工期漫长。在这期间，季节更替、冷空气、高温天气等都会导致温度发生大幅度变化，从而会影响基坑支护体系的稳定性。 本文以因疫情突发导致停止施工的乌鲁木齐二号线马料地站主体深基坑工程为研究对象，对基坑内钢支撑轴力、围护结构水平位移、基坑周边地表沉降的实测数据进行了分析研究，得出了环境温度对基坑支护体系影响的规律。钢支撑轴力随着环境温度的变化而波动，两者呈线性关系。环境温度变化引起围护结构发生向坑内或坑外的水平位移，且围护结构顶部水平位移最大。基坑周边地表沉降随着温度的下降而增加。揭示了温度变化下钢支撑、围护结构、土体三者之间的变形协调； 依托乌鲁木齐二号线马料地站基坑工程，使用ABAQUS有限元软件模拟了基坑土体开挖和钢支撑架设等过程，建立了基坑主体模型，对比分析了钢支撑轴力、围护结构水平位移、基坑周边地表沉降的实测值与计算值，验证了数值计算的正确性。在模型可行的基础上，通过控制变量法分析了围护结构材料弹性模量、支撑材料弹性模量、支撑线膨胀系数、支撑长度对支撑温度效应的影响。得出了降低钢支撑材料的线膨胀系数及围护结构材料的弹性模量可以减小环境温度变化对钢支撑造成的附加位移，进一步降低支护结构受环境温度的影响； 对马料地站基坑监测预警机制进行了改进。将马料地站深基坑工程中相关监测点按严重情况从小到大分为黄色、橙色、红色三种预警状态。最后通过改变初始预加轴力改善了高温情况下钢支撑的温度效应。针对马料地站，在施工期遭遇高温天气且温差达到15℃时，现场工作人员对第一、二、三层钢支撑提前施加50%的设计轴力可确保基坑工程在环境温度变化下的稳定性。 |
| 作者： | 彭晓光 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 刘丽萍;赵刘会 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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