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原文传递复杂地铁基坑地下连续墙支护结构变形特征及其风险分析

论文题名：	复杂地铁基坑地下连续墙支护结构变形特征及其风险分析
关键词：	地铁基坑;复杂条件;地下连续墙;变形特征;支护结构;风险分析
摘要：	支护结构变形特征是地铁基坑变形控制和风险分析的前提。本文以复杂地铁基坑的地下连续墙支护结构为研究对象，以苏州地铁1号线深基坑工程为依托，采用理论分析、数值模拟及监测资料相结合的方法，深入研究苏州地质条件下的地下连续墙支护结构变形特征，建立基于动态贝叶斯网络的地下连续墙变形风险分析模型，对复杂地铁地下连续墙支护结构变形进行了风险分析和评价。主要研究内容和成果如下: 　　 1、系统研究了苏州地区工程地质条件特征，对苏州地铁工程场地的土性参数进行了统计分析，得出苏州地铁基坑工程主要受④层粉质粘土影响的结论，给出了基坑土体本构模型的计算参数;通过数值模拟方法分析了苏州地铁地下连续墙支护结构变形一般特征;深入分析了水土分算合算、墙体厚度、插入比、软弱土层厚度、首道支撑位置等重要变形控制因素对支护结构变形基本特征的影响，得出苏州地铁基坑地连墙厚度取0.8m较为合理、插入比达到0.8时对墙体变形限制作用显著、首道支撑位置对基坑变形影响较大的结论。　　 2、分析了地铁基坑土体加固方式的特点，深层搅拌法适用于软土提高承载力、加固止水，加固体压缩模量需根据水泥掺量取值;压密注浆加固离散性大、质量难控制;通过数值模拟方法深入研究了被动区加固参数对支护结构变形特征的影响，得出裙边加固控制坑底隆起效果与满堂加固接近，裙边宽度在4～8m范围较为合理，增加裙边深度对坑底抗隆起效果显著，而增加裙边强度则作用有限;通过对主、被动区加固的基坑监测数据的分析，进一步验证了基坑加固对支护结构变形的影响。　　 3、深入研究了地铁基坑“坑中坑”开挖应力路径特征，外坑土体开挖使坑后水平向压力介于主动土压力与静止土压力之间，外坑底竖向应力减小，应力主轴发生偏转，偏应力和球应力均减小;而内坑土体开挖使坑后土体应力主轴发生偏转，应力路径方向发生改变;通过数值模拟方法系统研究了“坑中坑”设计参数对支护结构变形特征的影响，内坑距墙体一倍开挖深度范围内对墙体变形影响最为显著，内坑深度越大对支护结构下部侧向变形影响越显著;通过对“坑中坑”基坑监测数据的系统分析，进一步验证了“坑中坑”开挖对支护结构变形特征的影响。　　 4、通过理论分析、数值模拟、监测数据分析等方法，系统研究了地下连续墙施工工艺对支护结构变形特征的影响，得出土方超挖2m导致墙体最大侧向变形比超挖1m时增加约30％;一次降水后逐步开挖比分阶段降水逐步开挖导致墙体侧向变形增加约15％;去掉第四道支撑和三四道支撑合并都使墙体侧向变形增加;坑内快速回填和坑外压密注浆预加固能够有效制止基坑渗漏和减少水囊诱发的基坑变形。　　 5、系统分析了地下连续墙支护结构变形控制方法和标准，提出了苏州地铁基坑地下连续墙变形控制标准。　　 6、采用FMEA分析方法研究了地下连续墙失效模式，建立了与之相应的失效概率模型;阐述了贝叶斯网络分析方法对复杂基坑风险分析的适用性，提出了基于施工过程的动态风险分析方法，建立了动态贝叶斯网络风险分析模型。对苏州地铁1号线人民路车站基坑支护结构了进行风险分析，通过模型能对当前时间点基坑风险进行预测，对于确定的证据变量能计算施工质量节点的状态概率，逆向概率推理计算能提高计算精度。
作者：	侯新宇
专业：	交通运输工程;道路与铁道工程
导师：	刘松玉
授予学位：	博士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文