【摘要】：高架道路作為上海的重要基礎工程,是上海交通網(wǎng)絡建設的命脈,其安全運營是城市發(fā)展的基石。然而,受上海地面沉降的影響,高架道路發(fā)生了較大的變形。為了保障高架道路的正常運營,上海采取限制地下水開采以及深層地下水回灌等措施,以此來減小地面沉降及其對高架道路的影響。在深層地下水回灌的影響下,上海的地面沉降得以控制,但同時也使得深部土體產生一定量的隆起,高架樁基持力層較深,從而受深部土體隆沉變化的影響也更大。為了探究深層回灌影響下高架樁基長期變形的特性,本文以上海中環(huán)高架為工程背景,根據(jù)長期沉降監(jiān)測結果,分析了中環(huán)高架浦西段的變形特性及其與地面沉降的相互作用關系,并采用數(shù)值模擬方法,研究了深層地下水回灌對中環(huán)高架樁基長期變形特性的影響,主要的工作內容如下:(1)對上海中環(huán)高架路浦西段不同地質條件進行系統(tǒng)分類,結合高架長期沉降和鄰近地面沉降監(jiān)測數(shù)據(jù),分析了中環(huán)高架樁基沉降與區(qū)域地面沉降的相互作用關系,研究了地質結構條件對高架樁基沉降的影響。研究表明,正常沉積區(qū)中地面及高架樁基沉降最小,且有微量隆起,⑥層缺失區(qū)中地面及高架樁基的沉降最大。高架樁基整體變形趨勢與區(qū)域地面沉降相吻合且高架沉降始終小于地面沉降,其變形量與深部土層最為接近。(2)基于Biot固結理論,采用地下水流量控制的流固耦合分析方法模擬深層地下水的抽灌過程,對季節(jié)性變流量抽灌作用下的土體與樁基沉降特征進行數(shù)值模擬分析。中環(huán)線典型樁基的數(shù)值分析與測試結果基本吻合,證明該方法可以有效地反應深層地下水回灌對大地和高架變形的長期影響。數(shù)值分析表明,季節(jié)性回灌使得高架及土體變形隨季節(jié)發(fā)生波動,淺部土層仍在地表荷載作用下發(fā)生固結沉降,深部土體不斷隆起,高架樁基在上部荷載和深層回灌耦合作用下呈現(xiàn)先沉降后隆起的現(xiàn)象,其長期沉降受深部土層隆沉位移的影響更大。(3)采用經過典型斷面測試結果驗證的數(shù)值分析方法,對影響高架樁基長期變形的主要因素進行參數(shù)分析,研究了地質條件、回灌點位置、回灌點深度、流量大小、樁基長度等因素對高架及大地沉降的影響,分析總結了深層回灌荷載影響高架樁基變形的基本規(guī)律:當回灌點與高架樁基的水平間距越小,回灌深度越深,回灌流量越大,樁基持力層越深時,則回灌對高架樁基的長期變形影響也越大,高架樁基將在回灌荷載作用下沉降減小,并逐步上抬。
[Abstract]:As an important basic project in Shanghai, viaduct is the lifeblood of traffic network construction in Shanghai, and its safe operation is the cornerstone of urban development. However, due to the influence of land subsidence in Shanghai, the viaduct has been deformed. In order to ensure the normal operation of the viaduct, Shanghai has taken measures such as restricting the exploitation of groundwater and recharging the deep groundwater in order to reduce the land subsidence and its influence on the viaduct. Under the influence of deep groundwater recharge, the ground subsidence in Shanghai can be controlled, but at the same time, the deep soil mass has a certain uplift, and the bearing layer of the elevated pile foundation is deeper, which is more affected by the uplift and subsidence of the deep soil mass. In order to explore the long-term deformation characteristics of elevated pile foundation under the influence of deep recharge, this paper takes Shanghai Central elevated as the engineering background, and according to the long-term settlement monitoring results, The deformation characteristics of the central elevated Puxi section and its interaction with the ground subsidence are analyzed, and the effect of deep groundwater recharge on the long-term deformation characteristics of the central elevated pile foundation is studied by using the numerical simulation method. The main contents are as follows: (1) the different geological conditions in Puxi section of Shanghai Central Viaduct are systematically classified, and the monitoring data of long-term subsidence and adjacent land subsidence are combined. The interaction between the settlement of the central elevated pile foundation and the regional land subsidence is analyzed, and the influence of the geological structure on the settlement of the elevated pile foundation is studied. The results show that the settlement of ground and elevated pile foundation is the smallest in the normal sedimentary area, and the settlement of the ground and elevated pile foundation is the largest in the area with trace uplift and 6 missing layers. The deformation trend of elevated pile foundation is consistent with that of regional ground subsidence, and the settlement of elevated pile foundation is always smaller than that of ground settlement, and its deformation is most close to that of deep soil layer. (2) based on Biot consolidation theory, The fluid-solid coupling analysis method of groundwater flow control is used to simulate the process of deep groundwater pumping and irrigation, and the settlement characteristics of soil and pile foundation under seasonal variable discharge pumping and irrigation are analyzed numerically. The numerical analysis of typical pile foundation in the middle ring line is in good agreement with the test results, which proves that this method can effectively reflect the long-term influence of deep groundwater recharge on the deformation of the earth and the elevated ground. The numerical analysis shows that seasonal recharge causes the deformation of the elevated soil and soil to fluctuate with the season, the shallow soil is still consolidated and settled under the action of the surface load, and the deep soil is constantly uplifted. Under the coupling action of upper load and deep recharge, the vertical pile foundation presents the phenomenon of first settlement and then uplift, and its long-term settlement is more affected by the uplift displacement of deep soil layer. (3) the numerical analysis method verified by typical section test results is adopted. The main factors affecting the long-term deformation of elevated pile foundation are analyzed, and the effects of geological conditions, recharge point location, depth of recharge point, flow rate and pile foundation length on the settlement of the elevated pile and the earth are studied. This paper analyzes and summarizes the basic law that deep recharge load affects the deformation of elevated pile foundation: when the horizontal distance between the recharge point and the elevated pile foundation is smaller, the depth of recharge is deeper, the recharge flow is larger, and the bearing layer of pile foundation is deeper. The effect of recharge on the long-term deformation of the elevated pile foundation is also greater, and the settlement of the elevated pile foundation will be reduced under the action of recharge load and gradually lifted up.
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U443.1

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本文編號：2247990