软粘土地区地铁深基坑开挖与支护的时间效应分析

摘要

在软弱的粘性土地区进行地铁基坑施工时,由于软粘土具有较大流变性、高压缩性、较强的蠕变性等,使得在基坑开挖过程中围护结构和地表变形将随着时间变化而不断的增大。如果不能合理的设计施工参数,变形将很难控制在安全等级所允许的变形范围内。本文以武汉地铁二号线一期工程某地铁车站深基坑为例,在所建立的模型中土体本构模型选用软土蠕变本构模型,并考虑到施工中各因素对变形和沉降的影响,模拟基坑开挖过程中的时空效应,分析总结在各因素影响下的变形规律,得出一些可用于指导在类似土质的地区施工和设计工作的结论。结果表明:
　　1.土层开挖所用时间对基坑位移场和内力场都有很大影响,本文提出将该时间段内连续墙的变形分为了两个阶段,第一个阶段是连续墙变形急剧发展阶段,第二个阶段是连续墙变形稳定发展阶段;
　　2.基坑无支撑暴露变形发展规律。基坑无支撑暴露变形在开挖结束2h内的无撑变形占据总无撑变形的90％以上，第一天内的无撑变形占据总无撑变形的95%以上;
　　3.超载位置对基坑变形的影响。当超载距基坑边缘10m以内时影响较大,当该距离大于30m时这种影响将减弱;
　　4.坑底隆起随深度及有撑暴露时间的变化规律。随着深度的增加坑底隆起变形率越来越大,并且坑底隆起的时间效应越来越明显.

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第1章 绪论

1.1课题研究的背景

1.2基坑开挖时空效应研究的发展历史

1.3 时空效应的研究现状

1.4问题的提出及本课题研究的内容

1.5本课题的研究方案及技术路线

第2章 软粘土地区基坑工程时空效应基本理论

2.1概述

2.2软粘土的主要工程性质

2.3软粘土流变模型

2.4基坑开挖与支护的时空效应基本规律

第3章 基坑开挖时间效应影响因素分析及数值模型建立

3.1概述

3.2深基坑开挖的时间效应引起的工程问题

3.3深基坑开挖时间效应影响因素的定性分析

3.4影响基坑时间效应因素敏感性分析

3.5深基坑开挖时间效应的数值模型建立

3.6土体蠕变本构模型参数反演分析

3.7本章小结

第4章 基坑开挖时间效应数值模拟研究

4.1施工参数对基坑开挖时间效应的影响研究

4.2地面超载对基坑开挖时间效应的影响分析

4.4土压力的时间效应分析

4.5本章小结

第5章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

附录 硕士研究生阶段发表的论文