直槽明挖隧道深基坑变形机理及其控制技术研究

摘要

随着地下空间工程、市政工程以及高层建筑等基础工程开发规模日益增大，深基坑工程的数量急剧增加，而明挖法因其施工简捷、安全经济等优点在深基坑工程中得到广泛应用，但随之而来的深基坑变形破坏问题已逐渐成为岩土工程地下结构设计施工的重点、难点问题。通过理论分析、数值模拟、监控量测、现场试验相结合的综合研究方法，结合武汉天河机场明挖隧道深基坑工程现场施工，研究明挖隧道深基坑变形破坏机理，分析对比理论计算结果、模拟计算结果和监控量测计算结果，确定深基坑变形破坏的影响因素，提出明挖深基坑变形控制措施，得出结论：
　　（1）基于目前对明挖隧道深基坑变形研究现状，研究深基坑变形破坏形式，通过分析基坑底部隆起机理、围护结构变形机理、围护结构后侧土体变形机理、围护结构与土体耦合作用机理及其土体固结变形机理，从理论方面确定明挖深基坑变形计算公式。
　　（2）通过PLAXIS软件、Origin软件等对明挖隧道深基坑进行数值模拟计算，研究不同工况条件下深基坑底部隆起规律、围护结构位移和内力变形规律以及周围地表沉降规律，通过对数值模拟和理论计算结果对比分析，从模拟计算方面确定明挖深基坑变形影响因素。
　　（3）基于武汉天河机场明挖隧道深基坑工程进行现场监控量测，研究基坑底部隆起变化规律、围护结构位移和内力变化规律、深基坑周围地表沉降变化规律和水位变化规律等，通过对比分析工程现场监测数据、理论计算数据和模拟计算结果，从现场监测方面确定明挖深基坑变形影响因素。
　　（4）通过研究明挖隧道深基坑变形因素，分析明挖隧道深基坑变形原因，提出明挖隧道深基坑底部隆起变形、围护结构设计参数、围护结构位移和内力变化、深基坑开挖以及周围地表沉降等控制和优化措施，通过现场试验对研究结果进行了验证，指导类似明挖隧道深基坑工程变形控制和安全施工。

目录

声明

1 绪 论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 存在的问题

1.4 研究内容

1.5 研究方法和技术路线

2 明挖隧道深基坑变形破坏机理研究

2.1明挖深基坑变形形式

2.2深基坑底部隆起变形机理

2.3 深基坑围护结构变形机理

2.4 深基坑周围地表沉降变形机理

2.5 深基坑围护结构与土体耦合变形机理

2.6 深基坑土体固结变形机理

本章小结

3 明挖隧道深基坑变形模拟研究

3.1 PLAXIS软件简介及其特点

3.2 深基坑模型构建

3.3模拟计算结果

3.4 数值模拟计算结果分析

本章小结

4 明挖隧道深基坑变形监测研究

4.1 现场监测方案

4.2 基坑底部隆起监测

4.3 深基坑围护结构位移监测

4.4 围护结构内力监测

4.5 深基坑周围地表沉降监测

4.6 深基坑水位监测

4.7 深基坑变形监测结果分析

4.8监测结果、理论计算与模拟结果对比分析

本章小结

5 明挖隧道深基坑变形控制研究

5.1 基底隆起变形控制

5.2 围护结构设计参数控制

5.3 围护结构埋置深度控制

5.4 深基坑开挖暴露时间控制

5.5 深基坑周围地表沉降控制措施

5.6 深基坑变形控制措施工程应用

本章小结

6 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

攻读硕士期间的主要成果

致谢