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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(fā)了一種不同與往常的信息施工技術(shù)，一種新型的應用于基坑開挖施工的支護及其監(jiān)控系統(tǒng)。充分發(fā)揮監(jiān)測對施工的預警、指導作用，保證基坑的整體穩(wěn)定性，防止基坑施工事故的發(fā)生。 本文根據(jù)前人的研究成果，對基坑工程的發(fā)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(xiàn)狀和存在問題，參考國內(nèi)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(tǒng)，并綜合分析目前的基坑計算方法，建立了支護系統(tǒng)的數(shù)學模型，在MATLAB平臺上設(shè)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(diào)用OpenGL技術(shù)，開發(fā)了在線的、實時的基坑支護系統(tǒng)三維可視的計算機監(jiān)測系統(tǒng)，及時整理、反饋監(jiān)測數(shù)據(jù)，為充分發(fā)揮監(jiān)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(tǒng)狀態(tài)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(tǒng)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(tǒng)的控制預警專家系統(tǒng)，為基坑支護系統(tǒng)的故障預警和動態(tài)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(jiān)測管理系統(tǒng)的實踐，結(jié)合實際工程現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)資料分析，以及支撐系統(tǒng)設(shè)備控制工作的試驗，總結(jié)出基坑工程動態(tài)施工中采用可視化基坑監(jiān)測管理系統(tǒng)實施的工程設(shè)計和施工建議，本方法具有廣闊的工程應用前景。 【關(guān)鍵詞】：基坑工程 支撐系統(tǒng) 監(jiān)控系統(tǒng) 控制預警系統(tǒng) 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(nèi)外發(fā)展歷史及現(xiàn)狀16-29
• 1.2.1 國內(nèi)外發(fā)展歷史17-21
• 1.2.2 基坑圍護結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀21-23
• 1.2.3 基坑支撐型式現(xiàn)狀23-26
• 1.2.4 信息化監(jiān)測現(xiàn)狀26-27
• 1.2.5 監(jiān)測手段現(xiàn)狀27-29
• 1.3 基坑事故原因29-31
• 1.4 支護系統(tǒng)研究動態(tài)31-33
• 1.4.1 多撐式支護系統(tǒng)力學模型概況31-32
• 1.4.2 支護系統(tǒng)變形控制及預警概況32-33
• 1.5 本論文主要研究內(nèi)容33-35
• 第二章 基坑支護系統(tǒng)力學模型35-67
• 2.1 概要35-36
• 2.2 基坑支護系統(tǒng)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(tài)分析38-39
• 2.3.2 朗肯土壓力理論39-43
• 2.4 基坑圍護結(jié)構(gòu)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(tǒng)數(shù)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(tǒng)力學模型58-60
• 2.6 計算實例與驗證60-66
• 2.6.1 工程地質(zhì)條件61-63
• 2.6.2 計算結(jié)果63-66
• 2.7 小結(jié)66-67
• 第三章 基坑支護系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)67-88
• 3.1 概要67-68
• 3.2 可控支撐設(shè)備68-75
• 3.2.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計及說明69-70
• 3.2.2 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)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(shè)計73-75
• 3.3 電控系統(tǒng)75-79
• 3.3.1 PAC系統(tǒng)76-77
• 3.3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)77
• 3.3.3 系統(tǒng)的組成和特點77-78
• 3.3.4 抗干擾設(shè)計78-79
• 3.4 可控支撐系統(tǒng)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(jié)構(gòu)81-82
• 3.4.4 軟件的編程82-87
• 3.5 小結(jié)87-88
• 第四章 基坑支護系統(tǒng)控制及預警監(jiān)測系統(tǒng)88-112
• 4.1 概況88
• 4.2 專家系統(tǒng)概述88-93
• 4.2.1 專家系統(tǒng)的定義及特點88-90
• 4.2.2 專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)90-91
• 4.2.3 專家系統(tǒng)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(shù)95-96
• 4.4 知識庫的建立96-98
• 4.4.1 影響參數(shù)的形式化97
• 4.4.2 規(guī)則庫建立97-98
• 4.5 專家系統(tǒng)的實現(xiàn)98-111
• 4.5.1 支撐系統(tǒng)模糊推理的實現(xiàn)99-107
• 4.5.2 支護系統(tǒng)專家系統(tǒng)的實現(xiàn)107-111
• 4.6 小結(jié)111-112
• 第五章 基坑支護系統(tǒng)的三維可視化112-128
• 5.1 概論112
• 5.2 三維圖形技術(shù)112-113
• 5.3 基于OpenGL的三維圖形開發(fā)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(huán)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(jiān)控系統(tǒng)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(jié)果處理模塊123-124
• 5.5.3 基坑支護系統(tǒng)顯示124-127
• 5.5.4 保證實時性127
• 5.6 小結(jié)127-128
• 第六章 基坑支護系統(tǒng)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(tǒng)預加軸力計算129-134
• 6.2.3 控制預警系統(tǒng)134-140
• 6.2.4 三維可視化狀態(tài)報警140-142
• 6.3 試驗概況142-145
• 6.3.1 試驗設(shè)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(jié)果145
• 6.4 小結(jié)145-146
• 第七章 結(jié)論146-150
• 致謝150-151
• 參考文獻151-157
• 個人簡歷 在讀期間發(fā)表學術(shù)論文與研究成果157