基坑围护结构插入深度的研究

摘要

本文以武汉地铁三号线香港路车站深基坑为工程背景，基于正交试验设计与数值模拟方法，对围护结构插入深度的减小及其优化方案等问题进行了理论研究，实现了节省工程材料的经济效益。
　　通过对规范基本理论的比较，从中探讨规范相关内容的修编，并依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012），以原始插入深度、规范临界插入深度为边界，选取五种不同插入深度值。基于数值模拟方法，对该深基坑工程开挖过程进行多因素多水平的正交试验计算，并利用矩阵分析法对多指标正交试验进行优化分析，得出不同插入深度下最优方案及各因素的影响主次。
　　按照各插入深度下优组合方案的主要影响因素采取三维曲面图进行分析，从中得到插入深度减小的程度以及相应的可行性优化方案，建立基于欧氏范数优化的基坑安全状态分级分析，规范要求的指标预警值为安全属性空间，优化方案计算所得指标值为状态空间，安全属性空间与状态空间之间的距离即为欧氏范数，也称为基坑安全状态，以此来评估优化方案的安全程度；然后结合安全状态分级方法及时确定施工进程中的基坑安全状态；最后得出插入深度优化程度及其实施方案。
　　主要结论如下：
　　(1)插入深度减小过程中，墙体刚度和钢支撑预加力对深基坑变形指标为主要影响因素，支撑水平间距和钢支撑刚度对深基坑变形指标为次要影响因素。
　　(2)插入深度减小到0.4倍时基坑安全储备空间最大，安全等级为黄色预警值，相应最优方案为方案二；0.2倍插入深度为基坑满足规范要求下插入深度能够减小到的最小程度，但其基坑安全储备偏低，安全等级为红色预警值且指标极值接近于规范预警值，相应最优方案为方案三，此种情况需谨慎关注基坑变形做好对应不同安全状态的准备。

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1.绪论

1.1问题的提出及研究背景

1.2国内外研究现状

1.3本文的研究内容

2.数值模拟相关理论及分析

2.1概述

2.2岩土材料本构关系

2.3数值模拟理论

2.4数值模拟整体稳定性判断

2.5工程背景

2.6有限元计算模型建立及基坑开挖数值模拟

3. 深基坑不同插入深度多指标正交试验研究

3.1概述

3 . 2插入深度1. 0hd正交试验方案设计

3 . 3插入深度1. 0hd正交试验结果分析

3.4插入深度不同减小情况正交试验结果

3.5正交试验多指标优化方法研究

3.6本章小结

4. 插入深度变化的三维曲面分析及优化分析

4.1概述

4.2不同插入深度指标三维曲面图

4.3插入深度减小过程中指标曲面图综合比较

4.4优化及基坑安全预警理论

4.5优化分析

4.6本章小结

5.结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献