富水软土地层地铁车站深基坑降水开挖支护稳定性研究
发布时间：2022-10-09 14:40
随着我国城市地铁建设如火如茶的发展,地铁交通网络规模跃居世界之首,而地铁车站的修建是地铁建设的重要一环,尤其是在富水软土地区进行地下工程活动,具有相当大的难度。本文以苏州地铁5号线苏嘉杭站基坑工程为背景,进行富水软土地层深基坑的变形及稳定性研究,场地地质条件复杂,环境保护要求高。本文通过现场监测、数值模拟等手段,借助Midas-GTS NX有限元分析软件建立三维数值模型,着重分析了基坑的支护参数对富水软土深基坑稳定性的影响,并进一步结合有限元强度折减法做出定量的优化分析。本文的主要内容及研究成果如下:（1）结合基坑施工现场实测数据以及Midas-GTS NX数值模拟结果,分析总结基坑降水开挖支护过程中地表沉降、围护结构水平位移以及支撑轴力的变化规律,得出基坑地表沉降曲线在形态上符合沉降槽曲线;围护结构墙体最大水平位移位置也由墙体中上部向中下部移动,表现为两端小,中间大的“弓”型;四道支撑轴力总体上呈现出先增大后趋于平稳的规律;（2）利用Midas-GTS NX有限元软件,在考虑渗流—应力耦合的条件下,分别采用M-C模型及MMC模型建立基坑开挖支护三维有限元分析模型,结合施工现场实测数据...
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 基坑开挖渗流理论研究现状
1.2.2 基坑降水对基坑稳定影响研究现状
1.2.3 富水软土地层基坑开挖研究现状
1.3 研究目的与内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.4 研究方法及技术路线
1.4.1 研究方法
1.4.2 技术路线
2 富水软土深基坑支护方案与变形机理分析方法
2.1 苏州富水软土地区深基坑支护方式的选择
2.2 基坑变形概述
2.2.1 土力学基本知识
2.2.2 基坑变形机理
2.3 基坑变形机制及形式
2.3.1 围护结构变形
2.3.2 坑外地表土体变形
2.3.3 坑底隆起变形
2.4 富水软土基坑变形影响因素
2.4.1 工程水文地质条件
2.4.2 设计因素
2.4.3 渗流因素
2.5 本章小结
3 基坑围护结构及沉降现场监测与分析
3.1 依托工程概况
3.2 工程地质与水文地质概况
3.2.1 工程地质概况
3.2.2 岩土物理力学性质指标
3.2.3 水文地质概况
3.3 不良地质现象、特殊性岩土
3.3.1 不良地质现象
3.3.2 特殊性岩土
3.4 基坑支护参数
3.4.1 基坑变形控制保护标准
3.4.2 主要构件及尺寸
3.5 基坑监测分析
3.5.1 基坑监测目的
3.5.2 监测内容及测点分布
3.5.3 基坑支护监测方法
3.5.4 地下连续墙墙体位移分析
3.5.5 基坑周围地表土体沉降分析
3.5.6 支撑轴力分析
3.6 本章小结
4 富水软土地层基坑降水开挖仿真模拟
4.1 有限元模拟软件简介
4.1.1 MIDAS GTS NX渗流—应力耦合分析原理
4.1.2 MIDAS GTS NX计算分析流程
4.2 本构模型的选择
4.2.1 土体本构模型
4.2.2 修正M-C模型
4.2.3 MMC模型的参数选择
4.3 计算模型建立
4.3.1 基本假定
4.3.2 模型区域及边界条件
4.3.3 材料及计算参数
4.3.4 基坑降水开挖计算工况模拟
4.4 数值模拟结果分析
4.4.1 地表沉降分析
4.4.2 坑底隆起分析
4.4.3 围护结构变形分析
4.4.4 支撑轴力分析
4.5 基坑降水及开挖对地表沉降影响
4.5.1 仅考虑降水不考虑开挖的模拟
4.5.2 仅考虑开挖不考虑降水的模拟
4.6 本章小结
5 富水软土地层基坑支护参数优化设计研究
5.1 概述
5.2 有限元强度折减法
5.2.1 基坑安全系数
5.2.2 强度折减法基本原理
5.2.3 强度折减法失稳破坏判断
5.3 基坑支护参数优化
5.3.1 抗拔桩长度的影响分析
5.3.2 预加轴力的影响分析
5.3.3 地下连续墙厚度的影响分析
5.4 支护参数对基坑稳定安全系数的影响
5.4.1 基坑稳定分析的基准点选取
5.4.2 抗拔桩长度对安全系数的影响
5.4.3 预加轴力对安全系数的影响
5.4.4 地连墙厚度对安全系数的影响
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]强度折减法在加筋土边坡安全系数验算中的应用[J]. 苏立海,吕燕,冀勋高,杨勇,贡文献. 人民长江. 2018(S2)
[2]某地铁车站深基坑工程施工对基坑本体及周边环境影响探讨[J]. 张志铖,路庆保. 工程建设与设计. 2018(21)
[3]苏州地铁沈浒路站围护设计及施工方案比较分析[J]. 谢安. 北方建筑. 2018(05)
[4]浅析地铁深基坑施工风险及控制措施[J]. 王君彩. 智能城市. 2018(20)
[5]地铁深基坑施工中支护结构监测方法的分析[J]. 尹建周. 智能城市. 2018(20)
[6]有限元强度折减法边坡失稳判据的适用性研究[J]. 李永亮,周国胜,李永鹏. 水利与建筑工程学报. 2018(05)
[7]对地铁深基坑支护结构设计及支护施工技术的探讨[J]. 张伟. 工程建设与设计. 2018(19)
[8]我国地铁施工事故统计分析与研究[J]. 王勇,赖芨宇,陈秋兰,李晓娟,孙晓丹. 工程管理学报. 2018(04)
[9]硬化土模型在基坑工程中的应用[J]. 陈秀军. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2018(07)
[10]苏州地铁站空间设计中地域文化体现的思考[J]. 谢晨昱. 绿色科技. 2018(12)
博士论文
[1]孔隙介质渗流基本方程的探索[D]. 黄琨.中国地质大学 2012
[2]基坑降水引起的沉降变形时空规律及降水控制研究[D]. 张莲花.成都理工学院 2001
硕士论文
[1]粉砂土质地铁车站深基坑支护设计及稳定性分析[D]. 王嘉伟.东华理工大学 2018
[2]基坑内地下水渗流机理与抗浮水头取值研究[D]. 王帅.青岛理工大学 2018
[3]考虑渗流应力耦合的深基坑开挖对邻近隧道的影响[D]. 王秀婷.安徽理工大学 2017
[4]基于渗流—应力耦合分析的地铁车站施工沉降数值模拟[D]. 罗传英.吉林大学 2017
[5]基坑降水对周边环境影响的研究[D]. 苑成旺.吉林建筑大学 2017
[6]考虑小应变的硬化土本构模型在基坑变形分析中的应用[D]. 周恩平.哈尔滨工业大学 2010
[7]软土地区二元结构地层深基坑降低承压水水位室内模型实验研究[D]. 胡静.武汉理工大学 2001
本文编号：3688821
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 基坑开挖渗流理论研究现状
1.2.2 基坑降水对基坑稳定影响研究现状
1.2.3 富水软土地层基坑开挖研究现状
1.3 研究目的与内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.4 研究方法及技术路线
1.4.1 研究方法
1.4.2 技术路线
2 富水软土深基坑支护方案与变形机理分析方法
2.1 苏州富水软土地区深基坑支护方式的选择
2.2 基坑变形概述
2.2.1 土力学基本知识
2.2.2 基坑变形机理
2.3 基坑变形机制及形式
2.3.1 围护结构变形
2.3.2 坑外地表土体变形
2.3.3 坑底隆起变形
2.4 富水软土基坑变形影响因素
2.4.1 工程水文地质条件
2.4.2 设计因素
2.4.3 渗流因素
2.5 本章小结
3 基坑围护结构及沉降现场监测与分析
3.1 依托工程概况
3.2 工程地质与水文地质概况
3.2.1 工程地质概况
3.2.2 岩土物理力学性质指标
3.2.3 水文地质概况
3.3 不良地质现象、特殊性岩土
3.3.1 不良地质现象
3.3.2 特殊性岩土
3.4 基坑支护参数
3.4.1 基坑变形控制保护标准
3.4.2 主要构件及尺寸
3.5 基坑监测分析
3.5.1 基坑监测目的
3.5.2 监测内容及测点分布
3.5.3 基坑支护监测方法
3.5.4 地下连续墙墙体位移分析
3.5.5 基坑周围地表土体沉降分析
3.5.6 支撑轴力分析
3.6 本章小结
4 富水软土地层基坑降水开挖仿真模拟
4.1 有限元模拟软件简介
4.1.1 MIDAS GTS NX渗流—应力耦合分析原理
4.1.2 MIDAS GTS NX计算分析流程
4.2 本构模型的选择
4.2.1 土体本构模型
4.2.2 修正M-C模型
4.2.3 MMC模型的参数选择
4.3 计算模型建立
4.3.1 基本假定
4.3.2 模型区域及边界条件
4.3.3 材料及计算参数
4.3.4 基坑降水开挖计算工况模拟
4.4 数值模拟结果分析
4.4.1 地表沉降分析
4.4.2 坑底隆起分析
4.4.3 围护结构变形分析
4.4.4 支撑轴力分析
4.5 基坑降水及开挖对地表沉降影响
4.5.1 仅考虑降水不考虑开挖的模拟
4.5.2 仅考虑开挖不考虑降水的模拟
4.6 本章小结
5 富水软土地层基坑支护参数优化设计研究
5.1 概述
5.2 有限元强度折减法
5.2.1 基坑安全系数
5.2.2 强度折减法基本原理
5.2.3 强度折减法失稳破坏判断
5.3 基坑支护参数优化
5.3.1 抗拔桩长度的影响分析
5.3.2 预加轴力的影响分析
5.3.3 地下连续墙厚度的影响分析
5.4 支护参数对基坑稳定安全系数的影响
5.4.1 基坑稳定分析的基准点选取
5.4.2 抗拔桩长度对安全系数的影响
5.4.3 预加轴力对安全系数的影响
5.4.4 地连墙厚度对安全系数的影响
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]强度折减法在加筋土边坡安全系数验算中的应用[J]. 苏立海,吕燕,冀勋高,杨勇,贡文献. 人民长江. 2018(S2)
[2]某地铁车站深基坑工程施工对基坑本体及周边环境影响探讨[J]. 张志铖,路庆保. 工程建设与设计. 2018(21)
[3]苏州地铁沈浒路站围护设计及施工方案比较分析[J]. 谢安. 北方建筑. 2018(05)
[4]浅析地铁深基坑施工风险及控制措施[J]. 王君彩. 智能城市. 2018(20)
[5]地铁深基坑施工中支护结构监测方法的分析[J]. 尹建周. 智能城市. 2018(20)
[6]有限元强度折减法边坡失稳判据的适用性研究[J]. 李永亮,周国胜,李永鹏. 水利与建筑工程学报. 2018(05)
[7]对地铁深基坑支护结构设计及支护施工技术的探讨[J]. 张伟. 工程建设与设计. 2018(19)
[8]我国地铁施工事故统计分析与研究[J]. 王勇,赖芨宇,陈秋兰,李晓娟,孙晓丹. 工程管理学报. 2018(04)
[9]硬化土模型在基坑工程中的应用[J]. 陈秀军. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2018(07)
[10]苏州地铁站空间设计中地域文化体现的思考[J]. 谢晨昱. 绿色科技. 2018(12)
博士论文
[1]孔隙介质渗流基本方程的探索[D]. 黄琨.中国地质大学 2012
[2]基坑降水引起的沉降变形时空规律及降水控制研究[D]. 张莲花.成都理工学院 2001
硕士论文
[1]粉砂土质地铁车站深基坑支护设计及稳定性分析[D]. 王嘉伟.东华理工大学 2018
[2]基坑内地下水渗流机理与抗浮水头取值研究[D]. 王帅.青岛理工大学 2018
[3]考虑渗流应力耦合的深基坑开挖对邻近隧道的影响[D]. 王秀婷.安徽理工大学 2017
[4]基于渗流—应力耦合分析的地铁车站施工沉降数值模拟[D]. 罗传英.吉林大学 2017
[5]基坑降水对周边环境影响的研究[D]. 苑成旺.吉林建筑大学 2017
[6]考虑小应变的硬化土本构模型在基坑变形分析中的应用[D]. 周恩平.哈尔滨工业大学 2010
[7]软土地区二元结构地层深基坑降低承压水水位室内模型实验研究[D]. 胡静.武汉理工大学 2001
本文编号：3688821
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