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　　【摘要】：基坑工程事故的預防和處理一直是巖土工程中的一個重要課題，也是深基坑工程實踐中的熱點問題。本文研究開發了一種不同與往常的信息施工技術，一種新型的應用于基坑開挖施工的支護及其監控系統。充分發揮監測對施工的預警、指導作用，保證基坑的整體穩定性，防止基坑施工事故的發生。 本文根據前人的研究成果，對基坑工程的發展簡介和特點進行了簡明扼要的敘述。針對當前基坑工程施工的現狀和存在問題，參考國內外基坑工程的研究，對當前控制基坑變形的因素進行了綜合的分析，提出了采用可以預先施加支撐力且可隨時控制支撐力大小的可控支撐系統，并綜合分析目前的基坑計算方法，建立了支護系統的數學模型，在MATLAB平臺上設計了一套計算施加預加支撐力的計算軟件。 其次，在LabVIEW平臺上利用ActiveX調用OpenGL技術，開發了在線的、實時的基坑支護系統三維可視的計算機監測系統，及時整理、反饋監測數據，為充分發揮監測對施工的預警、指導作用準備了充足的條件，使得實時預警支護系統狀態更加直觀、鮮明、準確。 再次，分析基坑事故原因，對深基坑工程事故的控制和預警系統的建立、預警指標的確定進行了理論和實踐研究。建立了基坑支護系統的控制預警專家系統，為基坑支護系統的故障預警和動態施工提供了更好的指導。 最后，通過對基坑工程施工實例采用可視化基坑監測管理系統的實踐，結合實際工程現場監測數據資料分析，以及支撐系統設備控制工作的試驗，總結出基坑工程動態施工中采用可視化基坑監測管理系統實施的工程設計和施工建議，本方法具有廣闊的工程應用前景。 【關鍵詞】：基坑工程 支撐系統 監控系統 控制預警系統 三維可視化
【學位授予單位】：同濟大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TU753
【DOI】：CNKI:CDMD:1.2007.048016
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 引言13-35
• 1.1 課題來源及意義13-16
• 1.2 基坑工程國內外發展歷史及現狀16-29
• 1.2.1 國內外發展歷史17-21
• 1.2.2 基坑圍護結構現狀21-23
• 1.2.3 基坑支撐型式現狀23-26
• 1.2.4 信息化監測現狀26-27
• 1.2.5 監測手段現狀27-29
• 1.3 基坑事故原因29-31
• 1.4 支護系統研究動態31-33
• 1.4.1 多撐式支護系統力學模型概況31-32
• 1.4.2 支護系統變形控制及預警概況32-33
• 1.5 本論文主要研究內容33-35
• 第二章 基坑支護系統力學模型35-67
• 2.1 概要35-36
• 2.2 基坑支護系統施工變形影響因素36-37
• 2.2.1 基坑變形因素36-37
• 2.2.2 基坑位移控制措施37
• 2.3 土壓力理論37-43
• 2.3.1 土體應力狀態分析38-39
• 2.3.2 朗肯土壓力理論39-43
• 2.4 基坑圍護結構土壓力的確定43-46
• 2.4.1 多土層土壓力計算43-45
• 2.4.2 局部均布超載土壓力的確定45-46
• 2.4.3 集中載荷土壓力的確定46
• 2.5 基坑支護系統數學模型46-60
• 2.5.1 土彈簧引起圍護體的變形47-49
• 2.5.2 主動土壓力引起圍護變形49-50
• 2.5.3 均布超載引起圍護變形50-54
• 2.5.4 集中載荷引起圍護變形54-57
• 2.5.5 預應軸力引起圍護變形57-58
• 2.5.6 施工中支護系統力學模型58-60
• 2.6 計算實例與驗證60-66
• 2.6.1 工程地質條件61-63
• 2.6.2 計算結果63-66
• 2.7 小結66-67
• 第三章 基坑支護系統的監控系統67-88
• 3.1 概要67-68
• 3.2 可控支撐設備68-75
• 3.2.1 液壓系統設計及說明69-70
• 3.2.2 液壓缸結構參數設計70-72
• 3.2.3 液壓泵的選擇72
• 3.2.4 電機的選擇72-73
• 3.2.5 電磁換向閥的選擇73
• 3.2.6 密閉油箱的設計73-75
• 3.3 電控系統75-79
• 3.3.1 PAC系統76-77
• 3.3.2 系統結構77
• 3.3.3 系統的組成和特點77-78
• 3.3.4 抗干擾設計78-79
• 3.4 可控支撐系統的軟件79-87
• 3.4.1 Labview概念79-80
• 3.4.2 Labview特點80-81
• 3.4.3 軟件結構81-82
• 3.4.4 軟件的編程82-87
• 3.5 小結87-88
• 第四章 基坑支護系統控制及預警監測系統88-112
• 4.1 概況88
• 4.2 專家系統概述88-93
• 4.2.1 專家系統的定義及特點88-90
• 4.2.2 專家系統的結構90-91
• 4.2.3 專家系統的研究課題91-93
• 4.3 基坑控制預警知識的獲取93-96
• 4.3.1 事故分析93-95
• 4.3.2 影響參數95-96
• 4.4 知識庫的建立96-98
• 4.4.1 影響參數的形式化97
• 4.4.2 規則庫建立97-98
• 4.5 專家系統的實現98-111
• 4.5.1 支撐系統模糊推理的實現99-107
• 4.5.2 支護系統專家系統的實現107-111
• 4.6 小結111-112
• 第五章 基坑支護系統的三維可視化112-128
• 5.1 概論112
• 5.2 三維圖形技術112-113
• 5.3 基于OpenGL的三維圖形開發113-117
• 5.3.1 OpenGL工作原理113-116
• 5.3.2 OpenGL圖形處理流程116-117
• 5.4 LabVIEW環境下三維顯示117-120
• 5.4.1 ActiveX基本原理118
• 5.4.2 ActiveX控件和包容器118-120
• 5.5 基坑支護監控系統的可視化建模120-127
• 5.5.1 三維造型和動畫仿真模塊120-123
• 5.5.2 結果處理模塊123-124
• 5.5.3 基坑支護系統顯示124-127
• 5.5.4 保證實時性127
• 5.6 小結127-128
• 第六章 基坑支護系統模擬仿真與試驗128-146
• 6.1 模擬仿真與試驗的目的128
• 6.2 仿真概況128-142
• 6.2.1 工程介紹128-129
• 6.2.2 支撐系統預加軸力計算129-134
• 6.2.3 控制預警系統134-140
• 6.2.4 三維可視化狀態報警140-142
• 6.3 試驗概況142-145
• 6.3.1 試驗設備142-144
• 6.3.2 試驗步驟144
• 6.3.3 試驗方案144-145
• 6.3.4 試驗結果145
• 6.4 小結145-146
• 第七章 結論146-150
• 致謝150-151
• 參考文獻151-157
• 個人簡歷 在讀期間發表學術論文與研究成果157