地铁站连续墙支护结构受力性能分析与基坑施工过程模拟

摘要

随着我国城市化的加快，深基坑工程在地铁车站、高层建筑以及市政工程中的应用日趋广泛。本文以某地铁车站深基坑为背景，对深基坑开挖的变形规律及受力性能进行分析和研究。主要工作和结论如下:
　　(1)对深基坑的变形机理进行了分析，较为系统地总结了影响基坑变形的一些因素，主要影响因素包括开挖深度、嵌入深度、超载及支撑情况等。
　　(2)根据工程实例制定了施工的监测方案，并完成了监测工作，对深基坑变形的变化规律进行了分析。结果表明:本工程墙体变形模式呈弓形，在内支撑位置出现了内凹，其最大值出现在1/2-2/3倍开挖深度处。
　　(3)以某地铁车站深基坑为例，采用FLAC-3D软件建立了有限元模型，通过模型分析了影响基坑变形的一些施工因素，包括超载、超挖、挖撑顺序、预加轴力、钢支撑数量及钢筋混凝土支撑的刚度，并将其考虑到实际开挖过程中，计算结果与监测结果基本一致。
　　(4)预加轴力对基坑变形的影响最为显著，能够较好控制基坑变形，并且预加轴力对钢支撑轴力的最终值影响不大;超载、超挖、挖撑顺序及钢支撑数量对基坑变形也较为显著，应尽量避免超挖与超载;另外，宜采用先撑后挖的施工顺序。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 深基坑的研究现状

1．2．1 深基坑变形的研究现状

1．2．2 有限元数值模拟的研究现状

1．3 存在的问题

1．4 研究的内容及方法

1．5 研究的技术路线及预期成果

1．6 本章小结

2 深基坑支护结构变形机理

2．1 地铁车站深基坑支护结构的分类

2．1．1 地铁车站深基坑常用挡土结构

2．1．2 地铁车站深基坑常用支撑体系

2．2 地下连续墙的变形机理

2．2．1 墙体变形

2．2．2 地表沉降

2．2．3 坑底隆起

2．3 基坑变形的影响因素

2．3．1 地质因素对基坑变形的影响

2．3．2 设计因素对基坑变形的影响

2．3．3 施工因素对基坑变形的影响

2．4 地下连续墙的破坏

2．4．1 地下连续墙的稳定性破坏

2．4．2 地下连续墙的强度破坏

2．4．3 地下连续墙的变形过大

2．5 本文研究的影响因素

2．6 本章小结

3 地铁车站深基坑的施工监测

3．1 工程概况

3．1．1 工程地质条件

3．1．2 水文地质条件

3．2 围护结构设计

3．3 监测方案

3．3．1 监测目的及内容

3．3．2 监测频率

3．3．3 监测报警值

3．4 监测成果分析

3．4．1 墙体水平位移变化规律

3．4．2 周边地表沉降变化规律

3．4．3 钢支撑轴力变化规律

3．5 本章小结

4 深基坑开挖数值模拟

4．1 FLAC-3D程序的简介

4．1．1 FLAC-3D的基本介绍

4．1．2 FLAC-3D的求解方法

4．2 FLAC-3D模型的建立

4．2．1 本构模型的选取

4．2．2 地下连续墙的模拟

4．2．3 内支撑的模拟

4．2．4 整体模型的建立

4．2．5 计算参数的选取

4．2．6 模型边界条件

4．2．7 数值模拟的施工工况

4．3 计算结果分析

4．3．1 地下连续墙及土体水平位移分析

4．3．2 地下连续墙及土体竖向位移分析

4．3．3 钢支撑轴力分析

4．3．4 墙体及第一道钢筋混凝土支撑应力分析

4．4 深基坑变形的施工影响因素

4．4．1 预加轴力对基坑变形的影响

4．4．2 超载对基坑变形的影响

4．4．3 超挖对基坑变形的影响

4．4．4 第一道钢筋混凝土支撑刚度对基坑变形的影响

4．4．5 先挖后撑对基坑变形的影响

4．4．6 钢支撑的数量对基坑变形的影响

4．5 计算结果与监测结果的对比分析

4．6 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读学位期间主要研究工作

致谢