潮汐动力作用下深大基坑渗流场演化特征及支护对策研究

摘要

在我国，产业经济的命脉和绝大多数的人口集中分布在滨海地区。沿海区域的地下水位，会因为海边潮水的涨潮和退潮，发生相应的上升和下降，对该区域的地质和水文条件进行勘察，识别这一区域内地下水水头随潮汐出现的动态规律，掌握该区域的渗流场时空演化特征，才能保证在滨海地区工程建设的质量，对降低经济损失，促进沿海经济的稳定持续发展具有重大意义。本文依托山东国际航运中心A1地块深大基坑，结合基坑监测数据中的地下水位、灌注桩顶水平及沉降位移、灌注桩水平位移等监测数据变化情况展开研究，分析了滨海潮汐水位的低频变化对渗流场的扰动现象，建立了滨海基坑渗流场时空演化模型，提出了滨海深大基坑优化支护对策建议。具体以以下几个方面展开研究:
　　(1)以实际工程中渗流场两边现实可测的水头随时间变化的数据作为边界条件，简化物理模型，建立滨海地区渗流场的渗流方程，利用matlab数值软件编程进行有限差分数值计算，得出渗流场随时空变化特性，进而揭示了滨海潮汐动力作用下的深大基坑渗流场演化特征。
　　(2)利用的求解的渗流场时空演化特征模型，选取时空对应的渗流场数据导入FLAC3D软件内，采用不同的基坑支护方案建立模型进行力学求解，纵向分析滨海渗流场对开挖过程中各种工况下基坑支护结构的影响规律，横向对比分析得到更优化的基坑支护方式。
　　(3)以山东国际航运中心某深大基坑为背景。工程中应用了“灌注桩+锚索+钢管桩”的支护体系。综合分析灌注桩顶水平和竖向位移、灌注桩水平位移和地下水位等监测数据，对该工程的支护效果进行评价，结果表明此种联合支护体系对于控制基坑变形具有良好的作用，对相似工程具有良好的借鉴指导作用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 潮汐渗流研究的发展

1．2．2 基坑支护的发展

1．2．3 基坑监测的发展

1．3 本文的研究内容和研究方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第二章 滨海深大基坑渗流场演化特征研究

2．1 地下水渗流方程的建立

2．1．1 物麒型的简化

2．1．2 确定边界条件

2．1．3 确定初始条件

2．1．4 确定渗流方程

2．2 地下水渗流方程的求解

2．2．1 渗流方程的线性化

2．2．2 利用MATLAB对渗流方程进行数值求解

2．2．3 求解结果

2．3 本章小结

第三章 滨海深大基坑的支护对策研究

3．1 支护方案的提出

3．2 基于FLAC3D的数值建模分析

3．2．1 数值建模与参数取值

3．2．2 渗流场导入FLAC3D模型

3．2．3 计算分析过程

3．2．4 模拟结果纵向分析

3．2．5 模拟结果横向分析

3．3 本章小结

第四章 滨海深大基坑监测与分析

4．1 工程背景

4．1．1 工程简介

4．1．2 道路沿线基本情况

4．1．3 管线现状

4．1．4 场地自然地理概况及地形地貌特征

4．1．5 场地岩土构成及其岩性特征

4．1．6 场地地下水特征

4．1．7 基坑工程设计情况

4．2 监测项目及依据

4．2．1 监测项目

4．2．2 监测依据及参考规范

4．3 监测成果分析

4．3．1 锚索内力监测

4．3．2 地下水位监测

4．3．3 桩顶沉降监测

4．3．4 桩顶水平监测

4．3．5 围护桩深层水平位移

4．3．6 土体深层水平位移

4．3．7 结论

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

硕士期间主要参与的科研课题

硕士期间发表的论文