深圳地區(qū)典型地質(zhì)基坑開挖引起坑底回彈變形研究
本文選題:深圳典型地質(zhì) + 基坑開挖。 參考:《北京交通大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:近年來,深圳地區(qū)地鐵車站、地下建筑等基坑工程不斷朝著多、大、深、密等方向發(fā)展。為確保基坑工程的順利完成,坑底回彈變形作為評(píng)價(jià)基坑穩(wěn)定性的重要指標(biāo),應(yīng)在基坑開挖之前做好準(zhǔn)確的分析與計(jì)算。然而,深圳地區(qū)有其獨(dú)特的地質(zhì)和工程條件,現(xiàn)有的坑底回彈變形研究相對(duì)較少,其他地區(qū)的研究成果并不完全適用。因此,需要針對(duì)深圳地區(qū)典型地質(zhì)進(jìn)行坑底回彈變形規(guī)律分析和計(jì)算方法等方面研究。本文結(jié)合深圳地鐵車公廟站物業(yè)大廈基坑工程,研究了深圳地區(qū)典型地質(zhì)基坑開挖引起的坑底回彈變形問題。通過土的固結(jié)試驗(yàn),分析了深圳地區(qū)6種典型土層的卸荷回彈變形規(guī)律,得出了上述土層的回彈模量計(jì)算公式。應(yīng)用三維有限元分析軟件,考察并采用修正劍橋模型作為深圳典型土層的本構(gòu)關(guān)系模型,模擬計(jì)算了 3種深度基坑開挖引起的坑底回彈變形。基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)并將數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)有坑底回彈變形計(jì)算方法結(jié)果相對(duì)比,分析了各方法在深圳地區(qū)的適用性。針對(duì)深圳地鐵車公廟站基坑工程實(shí)例建立了三維有限元分析模型,通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果的對(duì)比分析,驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法合理性與結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過數(shù)值模擬計(jì)算,研究了基坑開挖時(shí)間與空間效應(yīng)以及復(fù)雜條件對(duì)坑底回彈變形的影響,提出了一種適用于深圳地區(qū)的坑底回彈變形的計(jì)算方法。主要得出以下結(jié)論:(1)通過固結(jié)試驗(yàn)對(duì)深圳地區(qū)6種典型土層(雜填土、粉質(zhì)黏土、粗砂、礫質(zhì)粘性土、全風(fēng)化花崗巖和強(qiáng)風(fēng)化花崗巖)進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:深圳地區(qū)典型土層的回彈變形與卸荷比、土層類別和最大固結(jié)應(yīng)力等因素有關(guān);應(yīng)用回彈指數(shù)求回彈模量的方法,能準(zhǔn)確地考慮到上述因素對(duì)回彈模量的影響,適用于深圳地區(qū)典型土層回彈模量的計(jì)算。(2)通過比較現(xiàn)有的坑底回彈變形計(jì)算方法在深圳地區(qū)的適用性,研究發(fā)現(xiàn):自重應(yīng)力抵消法機(jī)理明確,所需參數(shù)較少,回彈模量計(jì)算公式與本文試驗(yàn)驗(yàn)證的公式一致;并且,自重應(yīng)力抵消法與規(guī)范方法和殘余應(yīng)力法相比,計(jì)算結(jié)果與數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果吻合程度較高,若對(duì)此方法加以修正則更適用于深圳地區(qū)。(3)通過對(duì)深圳地鐵車公廟站基坑工程實(shí)例的數(shù)值模擬分析,研究發(fā)現(xiàn):基坑開挖的時(shí)空效應(yīng)以及復(fù)雜條件(鄰近既有建筑、工程樁、逆作法工序)等因素對(duì)坑底回彈變形均有影響,并基于數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)自重應(yīng)力抵消法的回彈量計(jì)算公式進(jìn)行了修正。(4)基于本文對(duì)坑底回彈變形機(jī)理、影響因素等各方面的研究以及對(duì)現(xiàn)有坑底回彈變形計(jì)算方法的對(duì)比與修正,得出一整套修正的坑底回彈變形計(jì)算方法。并且,采用修正的方法計(jì)算深圳地鐵車公廟站物業(yè)大廈基坑工程實(shí)例,對(duì)比發(fā)現(xiàn)其計(jì)算結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果基本一致,具有較高的工程參考意義。
[Abstract]:In recent years, subway stations, underground buildings and other excavation projects in Shenzhen area have been developing in many, large, deep and dense directions. In order to ensure the smooth completion of foundation pit engineering, the rebound deformation of the pit bottom is an important index to evaluate the stability of foundation pit. The accurate analysis and calculation should be done before the foundation pit is excavated. However, Shenzhen has its unique geological and engineering conditions, and the existing research on rebound deformation of the pit bottom is relatively few, and the research results in other areas are not fully applicable. Therefore, it is necessary to analyze and calculate the springback deformation law of the pit bottom in the typical geology of Shenzhen area. In this paper, the problem of rebound deformation of pit bottom caused by excavation of typical geological foundation pit in Shenzhen area is studied with the foundation pit of Cegongmiao Station property Building of Shenzhen Metro. Based on the consolidation test of soil, the unloading and springback deformation of six typical soil layers in Shenzhen area is analyzed, and the formula for calculating the elastic modulus of the above soil layers is obtained. By using the three-dimensional finite element analysis software, the modified Cambridge model is used as the constitutive relation model of the typical soil layer in Shenzhen, and the springback deformation of the pit bottom caused by the excavation of three kinds of deep foundation pit is simulated and calculated. Based on the experimental data and comparing the numerical simulation results with the results of the existing methods for calculating the springback deformation of the pit bottom, the applicability of each method in Shenzhen area is analyzed. A three-dimensional finite element analysis model is established for the excavation engineering of Cegongmiao Station in Shenzhen Metro. The rationality and accuracy of the numerical simulation method are verified by comparing the monitoring data with the numerical simulation results. Through numerical simulation, the effects of excavation time and space and complex conditions on the springback deformation of the pit bottom are studied. A method for calculating the springback deformation of the pit bottom in Shenzhen area is proposed. The main conclusions are as follows: (1) six typical soil layers (mixed fill, silty clay, coarse sand, gravel clayey soil, fully weathered granite and strongly weathered granite) in Shenzhen area were studied by consolidation tests. The results show that the springback deformation of typical soil layer in Shenzhen area is related to the factors such as unloading ratio, soil layer category and maximum consolidation stress, and the effect of the above factors on the springback modulus can be accurately considered by using the springback index to calculate the springback modulus. It is suitable for the calculation of springback modulus of typical soil layer in Shenzhen area. (2) by comparing the applicability of the existing calculation methods of springback deformation in Shenzhen area, it is found that the deadweight stress canceling method has a clear mechanism and requires less parameters. The calculation formula of springback modulus is consistent with the formula verified by the experiment in this paper, and the calculation results of deadweight stress canceling method are in good agreement with the numerical simulation results compared with the standard method and the residual stress method. If this method is modified, it will be more suitable for Shenzhen area. (3) through the numerical simulation analysis of the excavation engineering example of Cegongmiao Station in Shenzhen Metro, it is found that the space-time effect and complex conditions of excavation (adjacent to existing buildings, engineering piles, etc.) Based on the numerical simulation results, the springback calculation formula of deadweight stress cancellation method is modified. (4) based on this paper, the springback deformation mechanism of the pit bottom is studied. Based on the study of the influencing factors and the comparison and correction of the existing methods for calculating the springback deformation of the pit bottom, a whole set of modified calculation methods for the springback deformation of the pit bottom are obtained. In addition, the modified method is used to calculate the foundation pit project of Cegongmiao Station property Building in Shenzhen Metro. The comparison shows that the calculated results are in good agreement with the numerical simulation results, which is of high engineering reference significance.
【學(xué)位授予單位】:北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TU753;TU433
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,本文編號(hào):2099165
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