地铁车站深基坑施工过程稳定性分析

论文摘要

南昌地铁建设正如火如荼进行,随之而来的是一大批地铁车站深基坑工程,地铁车站位于城市繁华地段,其深基坑施工过程中的稳定性对周边环境影响巨大。南昌地区类似规模深基坑工程设计、施工经验不丰富,对已开工地铁站点深基坑施工变形规律进行研究,对于后继开工地铁车站深基坑工程具有一定的指导意义。本文以南昌地铁某已开工地铁车站深基坑工程为研究背景,搜集整理基坑施工监测资料,对数据进行处理,得出施工开挖过程中基坑变形主要规律。采用最小二乘法对围护结构水平位移监测数据进行拟合处理,结合控制图原理,对围护结构水平位移异常点进行报警。利用ANSYS有限元分析软件,建立基坑二维数值模型,对基坑分步开挖施工过程进行动态模拟,将所得围护桩水平位移计算值与监测拟合值进行比对,论证了数值模型的正确性。利用所建数值模型研究了不同围护桩桩体入土深度、不同大小围护桩桩径、不同大小地面施工荷载情况下,围护桩水平位移变化规律。分三个阶段对围护桩水平位移进行优化反演分析预测,验证了该方法在实际深基坑施工过程中的可行性,并总结了运用优化反演分析进行预测的两个要点。最后论述了将施工监测、数值模拟、优化反演预测三者紧密结合,并且建立设计与施工之间良好的沟通与反馈,更好的指导深基坑工程施工的信息化施工理念。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 基坑工程国内外研究现状
• 1.2.1 有限元法在基坑工程中的发展现状
• 1.2.2 基坑监测与反演分析的发展现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 研究技术路线
• 第2章 地铁车站深基坑现场实测数据研究
• 2.1 施工监测的目的、要求及原则
• 2.1.1 施工监测的目的
• 2.1.2 施工监测的要求
• 2.1.3 施工监测的原则
• 2.2 施工监测频率及报警值
• 2.3 监测信息反馈程序
• 2.4 监测结果分析
• 2.4.1 围护桩水平位移
• 2.4.2 围护桩后地表沉降
• 2.4.3 钢支撑支撑轴力
• 2.5 桩体水平位移曲线拟合处理分析
• 2.5.1 最小二乘法原理
• 2.5.2 控制图原理
• 2.5.3 曲线拟合控制图报警
• 2.6 本章研究成果
• 第3章 地铁车站深基坑施工过程数值模拟分析
• 3.1 岩土工程弹塑性有限元分析基本理论
• 3.1.1 岩土工程弹塑性有限元分析
• 3.1.2 土体本构模型
• 3.2 深基坑有限元模型的建立
• 3.2.1 研究对象基本资料
• 3.2.2 模型范围的确定
• 3.2.3 单元类型及材料参数的确定
• 3.2.4 力与边界条件及假定
• 3.2.5 分析方法
• 3.2.6 实施步骤
• 3.3 深基坑施工过程数值模拟分析方法的可行性
• 3.4 围护桩不同入土深度对基坑变形的影响分析
• 3.5 围护桩不同桩径对基坑变形的影响分析
• 3.6 施工荷载大小对基坑变形的影响分析
• 3.7 本章研究成果
• 第4章 地铁车站深基坑优化反演分析及其变形预测
• 4.1 土体参数优化反演分析基本理论
• 4.1.1 优化设计概述
• 4.1.2 优化反演分析的基本原理
• 4.1.3 ANSYS优化设计的实现
• 4.2 深基坑优化反演分析设计变量的确定
• 4.3 深基坑变形优化反演预测
• 4.3.1 第一阶段优化反演分析预测
• 4.3.2 第二阶段优化反演分析预测
• 4.3.3 第三阶段优化反演分析预测
• 4.4 本章研究成果
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录