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　　【摘要】：在城市軟土地區地鐵車站深基坑建設中,如果控制不利,進行基坑開挖往往容易引起較大的基坑變形,嚴重影響周圍建筑物的結構安全和正常使用,所以對地表沉降和墻體變形等要求很嚴格。因此深基坑開挖不僅要保證基坑工程本身的安全與穩定性,而且要有效的控制周圍地層移動,因此基坑變形機理及其控制是一個很有價值的研究課題。 基坑變形受到多種因素的影響,如土的性質、支護結構的形式、開挖方式、地下水情況、周遍環境等,因此對于基坑變形的控制成為研究的熱點問題。目前國內外對基坑變形估算的方法主要包括有限單元法、地層損失法和估算法,有限元法可以考慮各種因素對變形的影響,并且可以精確的預測基坑的各種變形,因此有限元法必將成為基坑變形計算的主要方法。本文主要介紹了軟土深基坑的特點、變形機理、有限元基本理論、基坑變形的影響因素和控制措施等內容。 在開挖荷載的作用下,基坑必然會發生一定的變形,基坑的變形主要包括墻體的水平位移、地表沉降和基底隆起三部分,本文通過MARC有限元軟件模擬了基坑的開挖過程;在數值模擬的過程中,采用了Drucker-Prager彈塑性本構模型來模擬土體的性質,采用彈性材料模擬了墻體和內支撐,同時用摩擦單元模擬了墻體和土體之間的接觸性質,并模擬了基坑的開挖過程,得到了土體和支護結構隨著基坑開挖的位移和受力的變化情況。本文以天津市地鐵十一經路車站為研究對象,討論了設計因素、施工因素和地質因素對基坑變形的影響,通過對變形因素的討論,得出各個因素對變形影響的敏感性,從而找出影響變形的敏感因素,并得出了一些有益的規律性結論,如:合理的圍護結構的入土深度、圍護結構的厚度、加固體深度、支撐的直徑和道數。通過上述討論,一方面可以有效的控制基坑的變形,另一方面避免由于不合理的設計造成工程投資的增加,在此基礎上總結了基坑工程變形的控制手段,從而為設計優化提供了方法和依據,同時也對信息化施工和基坑的監測工作起到重要的指導和參考作用。 【關鍵詞】：軟土基坑 基坑變形 變形機理 影響因素 數值模擬 變形控制
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：U231.4
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2006.090959
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 概述10-11
• 1.2 基坑工程數值模擬和土體本構模型的研究現狀11-13
• 1.3 基坑工程變形的預測方法13-18
• 1.3.1 基坑變形預測的主要方法13-17
• 1.3.2 基坑變形預測方法存在的主要問題17
• 1.3.3 本文擬采用的變形預測方法17-18
• 1.4 本文的意義、主要內容及技術路線18-21
• 第2章 深基坑工程的變形及其影響因素21-34
• 2.1 基坑工程的變形現象和變形機理21-23
• 2.2 導致基坑工程變形的主要原因23-29
• 2.2.1 設計因素對基坑工程變形的影響24-27
• 2.2.2 施工過程對基坑工程的變形的影響27-28
• 2.2.3 地質條件對基坑工程的變形的影響28-29
• 2.3 基坑工程變形控制標準29-31
• 2.4 軟土深基坑變形的主要影響因素及本文研究的重點31-33
• 2.4.1 軟土深基坑變形的主要影響因素31-32
• 2.4.2 已有成果存在的問題32
• 2.4.3 本文重點研究的影響因素32-33
• 2.5 本章小結33-34
• 第3章 基坑工程的有限元原理及 MARC實現34-49
• 3.1 有限元法概述34
• 3.2 土體性質的模擬34-36
• 3.3 接觸面性質的模擬36-40
• 3.4 連續墻和內支撐的模擬40-43
• 3.5 初始應力場和分步開挖的模擬43-45
• 3.5.1 初始應力場的模擬43
• 3.5.2 開挖荷載的計算43-45
• 3.5.3 開挖過程的模擬45
• 3.6 MARC有限元的介紹與應用45-48
• 3.6.1 MARC軟件中的Druker-Prager屈服準則46-48
• 3.6.2 MARC軟件進行基坑開挖數值模擬的具體步驟48
• 3.7 本章小結48-49
• 第4章 深基坑工程的應用實例49-59
• 4.1 工程概況及特點49-50
• 4.2 數值模擬簡介及主要模擬的影響因素50-53
• 4.3 計算結果及其分析53-58
• 4.3.1 開挖引起的塑性區的分析53-54
• 4.3.2 墻體變形的分析54-55
• 4.3.3 連續墻的彎矩包絡圖及分析55-56
• 4.3.4 墻后土體的沉降分析56-57
• 4.3.5 支撐軸力的分析57
• 4.3.6 基坑底部土體隆起的分析57-58
• 4.4 本章小結58-59
• 第5章 影響基坑工程變形的因素59-85
• 5.1 土體力學參數影響分析59-60
• 5.2 連續墻設計參數的影響分析60-63
• 5.2.1 墻體剛度的影響分析60-62
• 5.2.2 墻體入土深度的影響分析62-63
• 5.3 支撐設計參數的影響分析63-71
• 5.3.1 支撐預應力的影響分析64-66
• 5.3.2 支撐道數的影響分析66-69
• 5.3.3 支撐剛度的影響分析69-71
• 5.4 施工開挖與支撐順序的影響分析71-72
• 5.5 被動區土體加固的影響分析72-78
• 5.5.1 加固深度的影響73-75
• 5.5.2 加固區加固效果和加固方法的影響分析75-78
• 5.5.3 加固體空間位置的影響分析78
• 5.6 施工超載的影響分析78-81
• 5.7 摩擦系數變化的影響分析81-82
• 5.8 影響變形因素的綜合評價與分析82-84
• 5.9 本章小結84-85
• 第6章 控制基坑變形工程措施的研究85-93
• 6.1 設計中對變形的控制措施85-88
• 6.2 施工中對變形的控制措施88-90
• 6.3 基坑變形控制設計方法90-92
• 6.4 本章小結92-93
• 第7章 結論93-96
• 7.1 本文的主要結論93-95
• 7.2 今后工作的展望95-96
• 致謝96-97
• 參考文獻97-101
• 攻讀碩士學位期間發表的論文及科研成果101