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地铁车站深基坑开挖围护结构稳定性数值模拟分析
| 论文题名： | 地铁车站深基坑开挖围护结构稳定性数值模拟分析 |
| 关键词： | 地铁车站;深基坑开挖;围护结构;稳定性分析;数值模拟 |
| 摘要： | 随着我国城市建设的不断发展,大量高层建筑以及地铁等大型公共设施出现,各种不同用途的地下空间已在各大中城市中陆续得到开发和利用,基坑工程日益增多。随着基坑越来越深,周围建筑物越来越近,导致周围环境对深基坑施工的要求也越来越高。在深基坑的施工过程中,基坑的稳定性是最受关注的问题。深基坑开挖不仅要保证相邻建筑物的安全,而且还要保证城市地下排水管道、电缆、煤气管道的安全及附近道路的正常运行。在稳定性问题中,围护结构的稳定性又是基坑稳定性的重要组成部分。 本文首先对如何模拟基坑开挖进行了阐述。基坑开挖全过程数值模拟研究主要包括:土体和围护墙体相互作用的模拟,二维接触面单元的模拟,本构模型的选取,自重应力的实现,预应力施加的模拟和开挖的模拟等等。本文针对青岛地铁西流庄站深基坑工程,按照规范要求对车站深基坑围护结构进行了初步的方案论证和设计,然后利用MIDAS/GTS进行了开挖过程的数值模拟分析。 其次,基于青岛地铁西流庄站深基坑工程实例,对深基坑普遍使用的内支撑形式——钢管支撑进行了研究。利用MIDAS/GTS对不同支撑层数的基坑进行了稳定性分析,得出了开挖过程中内支撑的轴力发展变化规律,得到了最佳的支撑层数。 在基坑开挖围护过程中,基坑围护结构的稳定性是比较复杂的问题,影响因素很多。最后,利用MIDAS/GTS,以青岛地铁西流庄站深基坑工程为背景,对钢支撑自身刚度,钢支撑水平间距,支撑预应力,围护墙体嵌入土体深度和地层参数等因素进行了研究。通过模拟计算结果的对比,得出了合理值。综合考虑基坑安全稳定性和节约造价的要求,对青岛地铁西流庄站深基坑工程进行了优化,得到了满意的结果。 上述研究得到的合理支撑层数,合理钢支撑刚度范围,合理钢支撑水平间距,合理预应力大小等参数为以后类似基坑工程的设计有借鉴作用。 |
| 作者： | 王震 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王小林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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