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考虑渗流与变形耦合的某地铁车站基坑变形监测分析

作　者: 龚柳
导　师: 吴从师
学　校: 长沙理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 地铁车站 基坑工程 渗漏水 数值模拟 变形监测
分类号: TU753
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


地铁是百年工程，地铁车站基坑的建设安全关系到地铁运营的安全，关系到城市轨道建设的健康发展，关系到车站周边建筑及管线等的安全。地铁车站基坑工程随着城市建设的快速发展成为了当今岩土工程师们研究的热点课题之一，研究的内容及方向也在不断的扩大和加深。具体到每一个城市的基坑工程，其地质条件和变形控制要求又会有该城市特定的一些标准。本文以南宁市城市轻轨车站（广西大学站）基坑工程为研究背景。广西大学站基坑工程是南宁市城市轻轨建设的首批工程之一，采用地下连续墙+钢筋混凝土（钢）支撑作为围护结构支撑体系，明挖顺作法施工。基坑深度为16.88~19.23米，标准段宽度为20.7米，长度为465米。场地属Y江北岸II级阶冲积阶地，地形较平坦，地面高程75.86~77.89米，相对高差2.03米。现地表为市区道路及多、高层建筑。该站基坑工程开挖过程中曾出现过一次较大的漏水险情。本文重点分析了基坑在2010年9月27日发生的一起较大漏水险情段事故前后的地下水位和围护结构的现场监测数据以及基坑漏水治理过程，并利用有限元软件建立该基坑施工过程的平面模型，用数值模拟方法结合实测数据分析了基坑漏水的主要原因，也证实了此次渗漏水事故治理思路的正确性。同时，利用有限元软件模拟基坑分步开挖，对比分析了考虑地下水作用和不考虑地下水作用影响的数值计算结果，并对考虑地下水作用下的基坑变形性状及其关键影响因素进行重点分析。总结出不同工况和支护条件下基坑的变形性状及其规律，为南宁市后续地铁车站基坑工程围护结构设计、施工开挖顺序及变形监测方案的制定提供参考或指导。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 引言  10
  1.2 基坑渗流引起的问题  10-12
    1.2.1 渗透破坏  11
    1.2.2 基坑周边土体不均匀沉降  11
    1.2.3 基坑坡脚土体产生严重扰动  11-12
  1.3 基坑工程变形计算研究现状  12-15
    1.3.1 基坑变形的总应力分析  12-13
    1.3.2 基坑变形的有效应力分析  13-15
  1.4 地铁车站基坑工程监测分析研究现状  15-16
  1.5 本文的主要研究内容  16-17
第二章 基坑开挖有限元分析  17-24
  2.1 有限元法基本理论  17-18
  2.2 渗流与变形耦合分析  18-20
    2.2.1 有效应力原理  18-19
    2.2.2 应力平衡方程与渗流连续方程  19-20
  2.3 土体本构模型  20-23
  2.4 本章小结  23-24
第三章 基坑围护结构变形的数值模型  24-36
  3.1 工程概况  24-26
    3.1.1 工程地质条件  25-26
    3.1.2 基坑支护设计  26
  3.2 有限元模拟计算方法  26-27
    3.2.1 基坑开挖过程的模拟  26-27
    3.2.2 本构模型  27
  3.3 计算模型及步骤  27-30
    3.3.1 计算假定  27-28
    3.3.2 计算模型的介绍  28-29
    3.3.3 计算分析步骤  29-30
  3.4 计算结果后处理及分析  30-35
    3.4.1 不考虑渗流与变形耦合  30-31
    3.4.2 考虑渗流与变形耦合  31-33
    3.4.3 计算值与实测值对比分析  33-35
  3.5 本章小结  35-36
第四章 基坑工程监测分析  36-50
  4.1 基坑工程监测方案  36-40
    4.1.1 地下水位  37-38
    4.1.2 钢支撑轴力  38-39
    4.1.3 地下连续墙水平位移  39-40
  4.2 基坑工程监测数据分析  40-49
    4.2.1 基坑漏水及抢险过程  40-42
    4.2.2 地下水位  42-45
    4.2.3 钢支撑轴力  45-46
    4.2.4 地下连续墙水平位移  46-49
  4.3 本章小结  49-50
第五章 基坑变形影响因素分析  50-64
  5.1 概述  50
  5.2 地下连续墙设计参数影响分析  50-53
    5.2.1 地下连续墙渗漏水的主要原因  50-51
    5.2.2 墙体刚度的影响分析  51-53
  5.3 支撑设计参数影响分析  53-57
    5.3.1 支撑刚度影响分析  53-54
    5.3.2 支撑预加轴力的影响分析  54-57
  5.4 施工开挖与支撑顺序的影响分析  57-60
  5.5 土体力学参数影响分析  60-63
  5.6 本章小结  63-64
第六章 结论与展望  64-67
  6.1 主要结论  64-65
  6.2 存在问题及展望  65-67
参考文献  67-73
攻读硕士学位期间成果  73-74
致谢  74

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑施工 > 各项工程与工种 > 基础工程
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