地下工程施工变形预测与安全监控研究

摘要

随着国民经济的快速发展和城镇化的推进，我国隧道及地下工程建设取得了长足的进步，现有在建和待建的地铁隧道、公路隧道等项目众多。为了降低和规避地下工程施工风险，提高安全管控力度，针对目前安全管控中定量化、自动化和信息化程度不高的特点，本文以建立定量化的变形预测及控制手段，提高变形量测和监控自动化和信息化水平，完善和发展地下工程安全管控平台和体系为目标，着眼于变形分析、量测和控制上，在变形反分析方法、定量化风险分析方法以及变形自动化和信息化量测手段上进行了研究，其主要创新性成果有：
　　（1）针对地下工程变形分析与预测，提出了基于Pareto最优理论的多目标多参数反分析方法，结合基于ABAQUS的数值模拟，为地下工程变形预测提供了可靠手段。
　　（2）以典型基坑工程和隧道工程为背景，结合数值模拟，对照监测数据，分析了反分析土体参数与地勘报告土体参数之间的关系，提出了反分析土体参数与地勘报告土体参数的比值范围。
　　（3）基于地下工程开挖过程中的变形特征的研究，本文总结和提炼了影响基坑工程及盾构隧道工程变形的多参数间的定量关系，并将相关成果应用于上海地区的深基坑工程和大直径盾构隧道变形和风险定量分析中，提高变形预测及安全管控的准确性。
　　（4）在变形预测分析的基础上，结合示范工程，综合自动化监控技术、激光扫描技术及BIM（建筑信息化模型）技术，丰富了变形测量手段，提高了变形监控的效率、实时性和信息化水平，丰富和完善了地下工程施工安全管控技术体系，提高安全管控水平。

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第1章 引言

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目标与内容

1.4 创新点

第2章 深基坑围护结构变形的多目标多参数反分析方法

2.1 引言

2.2 多目标多参数反分析理论

2.3 基于反分析的深基坑变形预测

2.4 上海地区深基坑变形分析参数研究

2.5 上海地区地铁车站基坑反分析结果分析

2.6 小结

第3章 隧道工程环境影响的多目标反分析及其应用

3.1 引言

3.2 盾构隧道施工变形的多目标多参数反分析方法

3.3 基于多目标的隧道施工影响反分析与验证

3.4 基于多目标反分析对隧道穿越桩基的预测

3.5 小结

第4章 地下工程施工变形控制

4.1 引言

4.2 地下工程变形特征

4.3 基坑工程变形引发的主要施工风险

4.4 盾构隧道施工引发的地层变形风险

4.5 小结

第5章地下工程施工安全管控体系

5.1 引言

5.2 基于变形测控的安全管控体系

5.3 盾构隧道穿越信息化安全管控

5.4 深基坑工程施工监控系统实例

5.5 小结

第6章 结论与建议

参考文献

致谢

攻读博士学位期间已发表或录用的论文与课题研究

答辩决议书