宁波地铁翠柏里站基坑开挖模拟及变形分析

摘要

随着我国城市化进程的加速推进，城市地下空间的开发和利用已经成为了当下城市建设的一个热点，这也使得在城市建设过程中越来越多地涉及到深基坑工程。在沿海地区，复杂条件下基坑稳定性的预测评估变得尤为重要。
　　宁波地铁四号线翠柏里站基坑深16.2m，长约200m，且处于沿海淤泥质地层，工程施工难度大。本文以此为研究工程背景，通过对多种土体本构模型的分析，选用了适应于该种地质条件的小应变硬化土模型(HSS)，并结合相关参数取值经验，选用了合适的模型参数，在基坑开挖前使用Plaxis岩土工程有限元软件对基坑的开挖过程进行了建模分析，得到了多种支护方案下基坑的应力变形特性，评估了基坑的稳定性。同时还使用GEO5岩土工程设计软件对该基坑基于弹性支点法进行计算分析，并与前述结果相比较。最后，通过对基坑深层水平位移的现场实测，得到了实际变形数据，并与有限元模拟结果进行对比，分析了误差存在的原因，为后续研究和相似基坑工程的设计提供了经验。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 基坑工程设计理论研究现状

1．1．1 基坑工程发展现状

1．1．2 基坑工程计算理论现状

1．2 有限元法基坑工程中应用现状

1．2．1 有限元法在工程领域的发展现状

1．2．2 基坑开挖模拟中本构模型的选择

1．2．3 土体本构参数研究现状

1．3 软土地区基坑工程现状

1．3．1 软土的定义及工程特点

1．3．2 软土基坑工程现状

1．4 本文主要研究目的和方法

1．4．1 研究目的

1．4．2 研究方法

2 基于HSS模型基坑工程数值模拟

2．1 有限单元法

2．1．1 有限单元法的介绍

2．1．2 有限单元法的基本理论

2．2 小应变硬化土(HSS)本构模型

2．2．1 小应变硬化土(HSS)模型简介

2．2．2 HSS模型的理论基础

2．3 小应变模型参数取值方法及范围研究

2．3．1 强度参数

2．3．2 刚度及小应变参数

2．4 HSS本构的特性及其局限性

2．5 本章小结

3 深基坑开挖工程有限元实例分析

3．1 有限元分析程序简介

3．2 工程概况

3．2．1 地质概况

3．2．2 水文地质条件

3．3 深基坑分步开挖的有限元分析模型

3．3．1 模型建立

3．3．2 网格划分

3．3．3 初始条件

3．4 有限元分析

3．4．1 各工况应变云图

3．4．2 土体塑性点分布

3．4．3 地下连续墙的计算结果

3．4．4 支撑轴力

3．4．5 坑后土体地表沉降

3．5 本章小结

4 “GEO5”与“Plaxis”计算结果对比

4．2 GEO5软件的计算过程

4．2．1 基坑施工围护结构方案

4．2．2 支护结构分析的基本模型

4．2．3 计算结果分析

4．3 “GEO5”与“Plaxis”计算结果比分析

4．3．1 支护结构水平位移对比分析

4．3．2 支护结构弯矩对比分析

4．4 本章小结

5 深基坑开挖地下连续墙变形的影响因素分析

5．1 地下连续墙刚度及嵌固深度对墙身位移的影响

5．1．1 地下连续墙刚度的影响

5．1．2 地下连续墙嵌固深度的影响

5．2 基坑内支撑刚度及支护位置对墙身位移的影响

5．2．1 内支撑的刚度的影响

5．2．2 内支撑布置位置的影响

5．3 被动区土体加固宽度对墙身位移的影响

5．4 本章小结

6 深基坑深层侧向变形现场监测

6．1 监测的目的

6．2 位移监测方法与原理

6．2．1 测斜仪的原理

6．2．2 测斜仪应用步骤

6．2．3 基坑监测点的布置

6．3 有限元模拟结果与实测数据对比

6．4 本章小节

7 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果