本文關(guān)鍵詞：黃土基坑開挖降水引起鄰近建筑物變形的研究

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【摘要】：當(dāng)前,大量的基坑工程在密集的建筑群中施工。由于在密集的建筑群中進(jìn)行深基坑降水工程容易引起鄰近建筑物的變形,因此在基坑降水開挖過程中,要加強(qiáng)對鄰近建筑物的變形預(yù)測。特別針對黃土地區(qū),考慮流固耦合作用分析不同開挖深度對鄰近建筑的影響方面研究還不足,因此,本文做了以下大量工作。本文考慮滲流與固結(jié)耦合,運(yùn)用FLAC3D數(shù)值模擬軟件,首先對黃土降水模型試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值分析并將結(jié)果與試驗(yàn)對比,通過此方法驗(yàn)證建立流固耦合模型方法合理的基礎(chǔ)上,分別分析了基坑降水以及基坑邊降水邊開挖過程對鄰近建筑物的變形影響,并取得了以下成果：1)通過對黃土降水模型試驗(yàn)的數(shù)值模擬分析并將結(jié)果與試驗(yàn)對比,一方面驗(yàn)證了建立模型方法及參數(shù)選取是合理的。另一方面得出了孔隙水壓力、孔隙率、地面沉降三者的變化規(guī)律具有統(tǒng)一性,即孔隙水壓力變化大的地方,空隙率、地面沉降變化均大。并且,黃土土體沉降的變化滯后于空隙水壓力的變化。2)按照降水模型試驗(yàn)數(shù)值分析的建模方法,考慮基坑周圍存在不同基礎(chǔ)形式及不同布置位置的建筑物,分析了基坑降水對周圍不同建筑物的影響。研究結(jié)果表明：(a)基坑降水對鄰近淺基礎(chǔ)建筑物的沉降影響較大,對鄰近樁基礎(chǔ)等深基礎(chǔ)建筑物影響較小。(b)在沿降水影響半徑方向的跨度較大的建筑物,降水會導(dǎo)致此類建筑物發(fā)生較大不均勻沉降。3)在基坑降水模型的基礎(chǔ)上,綜合分析了基坑邊降水邊開挖對距離基坑邊緣1倍開挖深度處建筑物的影響,結(jié)果表明：(a)基坑降水開挖過程中,淺基礎(chǔ)建筑物的沉降及傾斜隨著開挖深度的增加而增加,并且當(dāng)基坑開挖深度為淺基礎(chǔ)埋深的1-2倍之間深度時(shí),隨著開挖深度的增加,淺基礎(chǔ)的沉降及傾斜增加是最快的。(b)由于樁基礎(chǔ)建筑物的樁深較深,基坑降水開挖過程對樁基礎(chǔ)影響較小。當(dāng)基坑開挖深度至樁基礎(chǔ)深度的1/3及以下后,樁基礎(chǔ)的沉降隨著開挖深度的增加而逐漸開始增加,但樁基礎(chǔ)建筑物傾斜較小。4)隨著基坑降水開挖深度的增加,一方面基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移逐漸增大并且最大水平位移位置逐漸向下移動,最大水平位移位置距離基坑頂部的距離最終為基坑開挖深度的1/3左右。另一方面隨著開挖深度的增加,基坑底部隆起量及周圍地面沉降均增加。
【關(guān)鍵詞】：黃土 基坑降水 流固耦合 建筑物沉降 基坑開挖
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU753.66;TU196
【目錄】：

• 摘要2-4
• Abstract4-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題的背景及研究意義9-11
• 1.1.1 選題背景9-11
• 1.1.2 研究意義11
• 1.2 黃土基坑降水流固耦合研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的不足13
• 1.3 數(shù)值計(jì)算發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文主要工作內(nèi)容14-16
• 2 降水引起黃土地層變形機(jī)理耦合分析16-29
• 2.1 黃土的概況及物理力學(xué)特性16-17
• 2.1.1 我國黃土的概況16
• 2.1.2 黃土的物理力學(xué)特性16-17
• 2.2 降水引起黃土地面沉降變形機(jī)理分析17-26
• 2.2.1 降水引起地面沉降的原因17-18
• 2.2.2 有效應(yīng)力分析18-21
• 2.2.3 滲流分析21-25
• 2.2.4 固結(jié)分析25-26
• 2.3 滲流固結(jié)耦合數(shù)學(xué)模型26-27
• 2.4 數(shù)值法求解流固耦合問題的基本步驟27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 3 黃土降水模型試驗(yàn)的數(shù)值模擬分析29-42
• 3.1 FLAC3D的概述30-31
• 3.2 流固耦合在程序中實(shí)現(xiàn)過程31-32
• 3.3 降水模型試驗(yàn)數(shù)值模型的建立32-34
• 3.3.1 數(shù)值模型概況32
• 3.3.2 數(shù)值模型的工況32-33
• 3.3.3 FLAC~(3D)建模過程33-34
• 3.4 求解過程34
• 3.5 結(jié)果分析34-41
• 3.5.1 降水深度450mm時(shí),實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果對比分析34-36
• 3.5.2 不同降水深度下沉降變形對比分析36-37
• 3.5.3 不同降水深度下孔隙水壓力對比分析37-39
• 3.5.4 不同降水深度下孔隙率對比分析39-41
• 3.6 本章結(jié)論41-42
• 4 黃土基坑降水對鄰近建筑物變形的影響研究42-52
• 4.1 基坑降水模型的建立42-46
• 4.1.1 基本假定42
• 4.1.2 數(shù)值模型概況42
• 4.1.3 基本工況42-44
• 4.1.4 參數(shù)選取44
• 4.1.5 模型建立及網(wǎng)格劃分44-46
• 4.1.6 邊界條件以及求解過程46
• 4.2 基坑降水對鄰近建筑物變形影響結(jié)果分析46-51
• 4.2.1 降水過程中有無建筑物影響分析48
• 4.2.2 基坑降水對不同基礎(chǔ)形式建筑物的影響分析48-49
• 4.2.3 基坑降水對不同方向布置的建筑物影響分析49-50
• 4.2.4 基坑降水過程中建筑物之間的相互影響分析50-51
• 4.3 本章結(jié)論51-52
• 5 基坑邊降水邊開挖對鄰近建筑物變形影響的研究52-61
• 5.1 基坑邊降水邊開挖施工工序52-53
• 5.2 基坑降水開挖模擬過程53-54
• 5.3 不同開挖深度對基坑及鄰近地面的影響結(jié)果分析54-57
• 5.4 不同開挖深度對樁基礎(chǔ)建筑物變形影響分析57-58
• 5.4.1 不同開挖深度對樁基礎(chǔ)建筑物沉降影響分析57-58
• 5.4.2 不同開挖深度對樁基礎(chǔ)建筑物傾斜影響分析58
• 5.5 不同開挖深度對淺基礎(chǔ)建筑物變形影響分析58-59
• 5.5.1 不同開挖深度對淺基礎(chǔ)建筑物沉降影響分析58-59
• 5.5.2 不同開挖深度對淺基礎(chǔ)建筑物傾斜影響分析59
• 5.6 本章結(jié)論59-61
• 6 結(jié)論與展望61-63
• 6.1 結(jié)論61-62
• 6.2 展望及建議62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文67-68
• 致謝68-70

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