地铁深基坑围护结构变形监测与数值模拟

摘要

本文以无锡地铁梁东路车站深基坑工程为依托,针对该工程采用地下连续墙+内支撑的支护方式,通过理论研究、现场监控及数值模拟等手段,研究了地下连续墙的水平位移、内支撑轴力以及地表沉降的变化规律,主要研究内容如下:　　(1)基于深基坑工程周边的环境状况、场地工程地质及水文地质条件、基坑开挖深度,为全面反映基坑在开挖过程的变形性状,提出了变形及内力监测方案,并进行了测点布置。　　(2)进行了深基坑开挖全过程变形性状监测,建立了深基坑开挖全过程的数值模拟模型,并利用FLAC软件对深基坑开挖全过程的变形性状进行了数值模拟,探讨了深基坑支护墙的水平位移及地表沉降的变化规律。并针对地表沉降最大值通过不同方法进行了验算。研究结果表明:随着内支撑的设置,支护墙水平位移及基坑周围地表沉降明显减小,且随着内支撑设置数量的增加,支护墙水平位移及基坑周围地表沉降趋于某一稳定值,支护墙最大水平位移发生在坑底附近,地表最大沉降出现在约1/2倍基坑开挖深度范围内。　　(3)基于现有的理论对内支撑轴力及地表沉降进行的理论计算,计算结果表明:内支撑轴力计算结果与实测结果相差较大。因此,为确保基坑施工安全,进行基坑的信息化施工是很有必要的。　　(4)进行了深基坑开挖全过程内支撑轴力的监测,探讨了轴力的变化规律。监测结果表明:基坑长边中点第一道内支撑轴力及水平位移最大,其余内支撑的轴力均不大,且长边中点各内支撑的轴力均大于其余断面相应位置的内支撑轴力;每个设置内支撑的断面,第一道内支撑对控制基坑变形起关键作用。因此,在进行基坑围护结构设计时,一方面要充分认识基坑变形的空间效应,另一方面要特别重视每个支撑断面第一道支撑的强度与刚度设计,实现基坑围护安全性与经济性的协调统一。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究的内容与方法

第二章 地铁车站深基坑支护体系及变形机理分析

2.1地铁车站深基坑围护结构方式

2.2地铁车站深基坑支撑体系

2.3地铁车站深基坑的变形规律

2.4地铁车站深基坑变形机理

2.5影响地铁车站深基坑变形的相关因素

2.6地铁车站深基坑变形控制措施

2.7小结

第三章 深基坑变形现场监测方案及数据分析

3.1 工程概况

3.2深基坑围护结构体系

3.3地铁车站深基坑施工监测

3.4监测结果分析

3.5 小结

第四章 地下连续墙支护结构设计理论及地表沉降计算

4.1 地下连续墙的特点

4.2地下连续墙支护结构设计方法

4.3地表沉降的计算

4.4工程实例分析

4.5 小结

第五章 地铁深基坑变形规律FLAC分析

5.1有限差分软件FLAC3D简介

5.2计算原理与本构模型

5.3深基坑开挖FALC3D分析理论

5.4计算模型

5.5数值计算数据分析

5.6模拟数据与监测数据对比分析

5.7小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的科研与论文发表情况

致谢