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基坑开挖对紧邻地铁隧道的影响分析及变形控制研究
| 论文题名： | 基坑开挖对紧邻地铁隧道的影响分析及变形控制研究 |
| 关键词： | 基坑开挖;地铁隧道;变形控制;预测方法;带撑双排桩 |
| 摘要： | 随着城市地下空间的大规模开发，基坑开挖的工程环境日趋复杂。基坑开挖会使其临近的已建建筑物、地铁隧道等地下空间结构产生附加变形等效应。基坑开挖的变形控制越来越严格，从而推动基坑设计趋向于正常使用状态设计。目前国内外已有不少相关工程实例的研究，这些研究表明，基坑开挖会使侧方隧道产生位移与不可忽视的自身变形，影响隧道的安全运行。但是，由于该课题的复杂性以及工程环境的特殊性，对于基坑开挖对紧邻地铁隧道影响的理论研究以及变形控制措施还需进一步探讨研究。 首先，基于位移控制有限元法(DCFEM)，利用归一化围护墙体基本位移模式分析了基坑开挖墙后土体水平位移场的变化规律，间接地研究基坑开挖的环境效应问题。其次，结合数值模拟技术以及理论研究成果，提出了基于DCFEM的适用于基坑开挖对地铁隧道影响的预测方法，建模简单，概念清楚，简单合理，能为工程技术人员提供合理、快速的预测方法。再次，以广州某紧邻地铁隧道的宽大基坑工程为背景，通过规范方法和数值模拟方法比较不同变形控制措施的效果以及基坑与隧道的相互作用性状，研究结果表明：基坑开挖引起隧道斜向下、不对称的变形，隧道对基坑有“加筋”作用，水平位移主要发生隧道与支护结构之间，两者形成一个“阻隔区”，能减小水平位移向远处的传递；在浅岩地区，带撑双排桩支护结构联合中心岛开挖工法不仅能有效控制支护结构及地铁隧道的变形，还能取得很好的经济效益；与规范方法相比，数值模拟能考虑材料的非线性和基坑的空间效应，能将基坑与隧道作为整体考虑，能模拟各种开挖工法，优势明显。最后，采用有限元分析了带撑双排桩支护结构的工作性状，并对其进行参数以及经济效益的对比分析，结果表明：带撑双排桩不仅能有效控制位移，也能减少桩身弯矩，其变形性状符合柔性结构的变形特征，设计中可选用小直径后排桩，增加前排桩桩径，或在后排采用疏排桩，前排采用密排桩，增大排距，减小连梁截面，寻求最优支撑位置，其分析研究成果有利于该种新型支护形式在工程上的推广应用。 |
| 作者： | 吴加武 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 韩金田;刘勇健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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