當前城市地下空間開發(fā)加速發(fā)展,臨江沿海地區(qū)由于經(jīng)濟發(fā)達更是熱點區(qū)域,由此不可避免帶來了基坑降水開挖對既有地下構(gòu)筑物影響的問題。南京長江第五大橋江南盾構(gòu)接收井開挖深度達40m,臨近長江且近接既有青奧隧道綜合體,地下水位高,變形控制要求嚴格,施工工況極為復(fù)雜。因此開展復(fù)雜環(huán)境耦合下深大基坑降水開挖對近接市政隧道變形受力的影響規(guī)律研究,在江南工作井基坑開挖前、分層開挖及結(jié)構(gòu)施工過程中給出圍護結(jié)構(gòu)及青奧隧道的變形分析預(yù)測,對保障工程的順利進行以及為今后類似工程提供借鑒很有必要。本文主要利用數(shù)值計算結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測資料對江南工作井施工全過程進行了反分析及模擬預(yù)測,并對不同降水條件下既有隧道變形受力規(guī)律進行了分析研究,主要工作和成果如下:（1）系統(tǒng)總結(jié)了基坑降水開挖施工對地層變形及既有隧道影響的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,總結(jié)了既有隧道變形控制標準,并總結(jié)了抽降水引起的土體變形、降水對既有隧道的影響以及開挖對近接隧道模擬分析方面存在的問題。（2）對江南工作井基坑工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件進行了分析,分析了本區(qū)承壓水水頭高且存在多層的特點,結(jié)合現(xiàn)場多次調(diào)研對逆作法施工進行了詳細介紹。（3）本文利用有限元軟件ABAQUS... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

城市地下空間開發(fā)利用[2]

第一章緒論5Clough（1990）[17]通過對芝加哥、舊金山等地粘土基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，提出了基坑最大側(cè)移與開挖深度比值同坑底抗隆起穩(wěn)定系數(shù)以及支撐剛度的關(guān)系，見圖1-3。由圖知，當坑底抗隆起系數(shù)大于1.4時，圍護結(jié)構(gòu)側(cè)移可以得到有效控制；在相同的坑底抗隆起穩(wěn)定系數(shù)下，連續(xù)墻的側(cè)移明顯小于鋼板樁的側(cè)移。關(guān)于圍護結(jié)構(gòu)側(cè)移與坑底抗隆起系數(shù)的關(guān)系與Mana的結(jié)論一致。圖1-3軟至中硬粘土最大側(cè)移建議圖（Clough）Woo(1990)[18]通過對臺北地區(qū)的大量基坑工程觀測數(shù)據(jù)的整理，分析了圍護結(jié)構(gòu)無量綱化的最大側(cè)移（max/hH,H為開挖深度）與無量綱化的坑外最大沉降（max/vH）的關(guān)系，得出正常施工條件下基坑的坑外最大沉降是圍護結(jié)構(gòu)最大側(cè)移的0.25-1倍。劉建航（1993,1997,1999）[19,20]總結(jié)分析了上海大量基坑工程實例，結(jié)合現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，深入探討了影響基坑變形的因素，并提出了基于時空效應(yīng)理論的地表最大變形量預(yù)估方法。其總結(jié)結(jié)果已經(jīng)編入上海市基坑工程設(shè)計規(guī)范，可以作為常規(guī)順作法基坑變形的初步預(yù)估。龔曉南等（1998）[21]在實測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上將圍護結(jié)構(gòu)變形曲線劃分為四種類型：（1）內(nèi)凸型；（2）復(fù)合型；（3）懸臂型；（4）踢腳型。具體取決于土質(zhì)條件、圍護結(jié)構(gòu)插入比、圍護結(jié)構(gòu)和支撐體系的剛度等因素。圖1-4圍護結(jié)構(gòu)變形形式

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文6丁勇春（2009）[22]以圍護結(jié)構(gòu)底部起始的雙折線劃分基坑開挖環(huán)境影響分區(qū)，分界線終段分別在地表距基坑邊緣0.75H和2H處（H為基坑開挖深度），由此將土體位移場分為主影響區(qū)I、次影響區(qū)II和無影響區(qū)III，并給出了各區(qū)相應(yīng)的環(huán)境特征和保護對策。圖1-5基坑開挖環(huán)境影響分區(qū)1.2.3深基坑工程流固耦合分析現(xiàn)狀世界上處于一個系統(tǒng)中的任何兩個物體之間都是相互影響相互作用的。以往很多時候，在考慮地下水中的滲流時，都是將滲流場和應(yīng)力場作為兩個單獨量進行研究。而實際工程，我們是無法回避滲流工程中多孔介質(zhì)變形與孔隙流動的耦合作用的[23]。固結(jié)問題，地表沉陷的相互作用就是典型的流固耦合問題。Terzaghi（1925）[24]最早開始對流體-固體變形耦合現(xiàn)象的研究，提出了針對完全飽和的多孔介質(zhì)的有效應(yīng)力原理和一維固結(jié)理論。該公式至今仍然是研究孔隙介質(zhì)與流體相互作用的基礎(chǔ)性公式。Biot（1942,1954,1956）[25]在減少Terzaghi所作假設(shè)的基礎(chǔ)上，提出了全耦合的固結(jié)理論，奠定了孔隙介質(zhì)與流體耦合作用的基矗但是Biot建立的固結(jié)方程只考慮了介質(zhì)變形對流體質(zhì)量的影響，未能考慮介質(zhì)變形引起滲透率的改變，因而它反映的是線性的流固耦合作用。Terzaghi和Biot提出的固結(jié)理論的出發(fā)點均是考慮土體加載后排水引起的固結(jié)沉降。專門針對地層降水沉降問題的理論，最早由Gambolati（1973）[26]提出。他在對威尼斯地表沉降問題研究時，提出了經(jīng)典的兩步法理論。該方法先通過水流連續(xù)性方程求得任一位置在任意時刻的水位變化量，再通過水位變化求得豎向應(yīng)力變化，最后由此來計算地層沉降。近年來，隨著計算機的普及和性能提升，數(shù)值方法的廣泛應(yīng)用，使得比奧固結(jié)理論已經(jīng)從土體的固結(jié)沉降變形拓展到基坑和隧道開挖領(lǐng)域。如FLAC3

【參考文獻】：
期刊論文
[1]考慮隧道剪切效應(yīng)的基坑開挖對鄰近隧道縱向變形分析[J]. 梁榮柱,林存剛,夏唐代,吳世明.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(01)
[2]承壓含水層減壓降水對既有盾構(gòu)隧道影響研究[J]. 鄭剛,鄧旭,劉慶晨.  巖土力學(xué). 2015(01)
[3]不同地連墻插入深度下承壓含水層減壓降水對既有隧道的影響[J]. 鄭剛,王琦,鄧旭,劉慶晨.  巖土力學(xué). 2014(S2)
[4]開挖卸荷引起下臥已建盾構(gòu)隧道的縱向變形研究[J]. 黃栩,黃宏偉,張冬梅.  巖土工程學(xué)報. 2012(07)
[5]山嶺隧道地下水滲流及加固參數(shù)的解析研究[J]. 劉福勝,徐國元,黃文通.  華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(02)
[6]軟土地區(qū)基坑降水對下方越江隧道的影響[J]. 吳懷娜,許燁霜,沈水龍,劉艷濱.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2012(01)
[7]地下水水位上升對地鐵隧道結(jié)構(gòu)的影響分析[J]. 羅富榮,劉赪煒,韓煊.  中國鐵道科學(xué). 2011(01)
[8]隧道降水施工對既有市政管線隧道影響研究[J]. 賈媛媛,路軍富,魏龍海,崔光耀.  水文地質(zhì)工程地質(zhì). 2010(06)
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[10]鄰近開挖對既有軟土隧道的影響[J]. 張治國,黃茂松,王衛(wèi)東.  巖土力學(xué). 2009(05)

博士論文
[1]基坑開挖對鄰近既有隧道變形影響及保護研究[D]. 杜一鳴.天津大學(xué) 2017
[2]軟土地區(qū)基坑對下臥隧道變形的影響與控制研究[D]. 張俊峰.上海交通大學(xué) 2013
[3]地下水滲流環(huán)境改變引起含水層變形的機理及計算方法研究[D]. 馬磊.上海交通大學(xué) 2012
[4]武漢地鐵車站深基坑變形特性分析[D]. 楊慶年.華中科技大學(xué) 2010
[5]考慮地下構(gòu)筑物對地下水滲流阻擋效應(yīng)的地面沉降性狀研究[D]. 許燁霜.上海交通大學(xué) 2010
[6]軟土地區(qū)深基坑施工引起的變形及控制研究[D]. 丁勇春.上海交通大學(xué) 2009
[7]地鐵換乘樞紐后建車站施工影響研究[D]. 劉燕.同濟大學(xué) 2007
[8]深基坑開挖有限元模擬及現(xiàn)場實測研究[D]. 宗金輝.天津大學(xué) 2006

碩士論文
[1]軟土區(qū)深大基坑降水對支護及周邊環(huán)境影響研究[D]. 徐運達.南京大學(xué) 2015
[2]蘇州地鐵基坑工程承壓水減壓對環(huán)境影響及其控制技術(shù)研究[D]. 李偉.東南大學(xué) 2015
[3]考慮滲流影響的基坑開挖數(shù)值模擬[D]. 金成武.華中科技大學(xué) 2007



本文編號：3563156