填海地区地铁车站深基坑围护结构变形及预测研究

摘要

随着沿海城市社会经济的快速发展，建设用地紧张和交通拥堵问题日显突出。采用填海造陆的方法解决建设用地紧张和修建地铁缓解地面交通压力已成为沿海城市发展战略中普遍采取的有效措施之一。
　　填海地区特殊的地质和环境条件，使得其深基坑围护结构变形与其他软土地区深基坑支护结构变形有着明显的不同。本文在总结近年来国内外深基坑变形研究成果的基础上，依托大连海之韵地铁车站深基坑工程，采用理论分析、现场监测和数值模拟等综合方法对填海地区深基坑围护结构变形规律进行研究，采用基于MATLAB的最小二乘支持向量机理论对深基坑围护结构水平变形进行预测，得出了一些有价值的结论。
　　本文的主要研究成果如下:
　　(1)对大连海之韵地铁车站深基坑进行了现场监测，通过对现场监测资料进行分析，获得了围护桩水平位移变化规律和钢支撑轴力变化规律。结果表明，围护结构变形有着明显的时空效应，及时安装钢支撑和加快施工速度可以有效的控制基坑变形。桩顶向坑外偏移，是由于桩体弹性变形所致。
　　(2)建立了海之韵地铁车站深基坑三维有限元模型，对围护结构变形进行了模拟计算，并将模拟结果与实测数据进行对比分析。结果表明，数值模拟所得水平位移曲线与现场实测所得水平位移曲线基本一致，现场施工过程中影响围护结构变形因素众多，曲线存在一定的差异性。分析了不同桩长对围护结构水平位移的影响，结果表明，入岩深度越大水平变形越小，但当入岩深度达到一定时，影响程度减小。
　　(3)基于MATLAB工具箱，采用最小二乘支持向量机理论对深基坑围护结构水平位移进行预测分析。结果表明，采用最小二乘向量机可以对围护结构水平位移进行精度较高的预测，同时获得了深基坑围护结构水平位移的未来变化趋势，从而达到对围护结构早预测早控制的目的。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 选题背景与目的意义

1．1．1 选题背景

1．1．2 研究目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 深基坑工程的研究现状

1．2．2 填海地区岩土工程研究现状

1．3 论文主要研究内容与技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 论文技术路线

2 深基坑变形机理研究

2．1 填海地区深基坑工程的主要特点

2．2 深基坑变形机理

2．2．1 深基坑变形机理分析

2．2．2 围护墙主要变形形式

2．2．3 影响基坑变形的主要因素及治理措施

2．3 基坑工程变形的时空效应

2．3．1 基坑变形的空间效应

2．3．2 基坑变形的时间效应

2．4 本章小结

3 海之韵地铁车站深基坑工程概况

3．1 工程概况

3．1．1 工程地质

3．1．2 水文地质

3．1．3 特殊土及不良地质

3．1．4 交通状况及邻近建筑物、地下管线情况，保护要求和措施

3．2 深基坑围护方案

3．2．1 围护方案比选

3．2．2 基坑围护结构布置

3．3 深基坑施工监测

3．3．1 监测内容

3．3．2 围护结构具体监测方案及监测方法

3．4 围护结构监测数据分析

3．4．1 围护桩水平位移分析

3．4．2 内支撑轴力分析

3．5 本章小结

4 基坑围护结构变形规律数值模拟研究

4．1 MIDAS／GTS软件简介

4．2 有限元模型建立

4．2．1 建模中的基本假定

4．2．2 基本参数的确定

4．2．2 边界条件及施工阶段设定

4．3 模拟结果分析

4．3．1 施工阶段数值模拟结果分析

4．3．2 数值模拟结果与监测数据对比分析

4．3．3 改变桩长对咬合桩水平位移的影响

4．4 本章小结

5 填海地区深基坑围护结构变形预测研究

5．1 最小二乘支持向量机原理

5．2 预测性能评价指标

5．3 基于MATLAB的最小二乘支持向量机模型的应用

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历

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