本文關(guān)鍵詞：深基坑開挖與鄰近既有隧道相互影響研究

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【摘要】：深基坑開挖由于其復(fù)雜性、綜合性一直以來都是一個(gè)非常重要的研究課題。近年來,隨著城市地下工程的迅猛發(fā)展,深基坑工程所處的地質(zhì)條件和周圍的環(huán)境越來越復(fù)雜,基坑施工區(qū)域與鄰近既有隧道的距離越來越近,如何既保證深基坑開挖的施工進(jìn)度又要保障既有隧道的結(jié)構(gòu)安全成為了亟待解決的重要問題,因此,針對(duì)深基坑開挖與鄰近既有隧道相互影響的研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)某深基坑工程,利用有限元和有限差分方法,考慮實(shí)際地層的傾斜成層分布、不同支護(hù)組合方式等,數(shù)值模擬了既有隧道、基坑開挖四周邊坡、既有邊坡等在深基坑開挖過程中的應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律,系統(tǒng)研究了深基坑開挖與鄰近既有隧道相互的影響規(guī)律,研究成果對(duì)該工程的安全施工及類似工程具有理論支持和參考價(jià)值。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下:(1)深基坑開挖對(duì)鄰近既有隧道影響數(shù)值模擬研究表明,深基坑開挖后,隧道襯砌的最大變形發(fā)生在右洞靠近基坑西側(cè)邊坡中部的位置,并且向隧道的兩端逐漸減弱;由于傾斜地層的影響,深基坑開挖后巖層對(duì)隧道襯砌產(chǎn)生了一個(gè)扭轉(zhuǎn)的作用,并且在靠近基坑的位置隧道襯砌產(chǎn)生了一定的隆起變形,但所有變形都在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi),所以本工程中的深基坑開挖對(duì)隧道的影響是安全的。(2)深基坑開挖數(shù)值模擬研究表明,深基坑開挖完成后,基坑自身的變形主要集中在基坑底部和四周,底部由于開挖破壞了原始的應(yīng)力平衡發(fā)生了一定的向上隆起變形,基坑四周的土體由于受傾斜地層的影響,變形主要發(fā)生在四周側(cè)壁的中部,并且變形分布的特征和傾斜巖層的分布特征高度一致,最大的變形發(fā)生在砂質(zhì)泥巖這一巖層。(3)數(shù)值模擬分析了深基坑開挖完成后傾斜巖層的最大主應(yīng)力分布、基坑錨桿的受力以及既有隧道上方邊坡的穩(wěn)定性。研究表明,深基坑開挖完成后,隧道上方的邊坡變形量較小,不會(huì)因?yàn)榛拥拈_挖而失去穩(wěn)定性發(fā)生破壞;深基坑開挖完成后,錨桿的受力情況整體較小,只有在傾斜巖層分界的位置由于巖層發(fā)生相對(duì)位移,錨桿的利用率較高,其他均質(zhì)巖層由于變形均勻,錨桿利用率較低。
【關(guān)鍵詞】：深基坑開挖 既有隧道 傾斜巖層 數(shù)值模擬 ANSYS FLAC3D
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U456.3;TU753
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 研究課題的背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外對(duì)深基坑開挖的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 土體本構(gòu)模型的選擇和分析12-14
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容14-16
• 2 深基坑開挖變形相關(guān)理論16-27
• 2.0 Mohr-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則16-18
• 2.1 土中一點(diǎn)的極限平衡條件18-22
• 2.2 彈性地基梁理論22-27
• 2.2.1 概述22-23
• 2.2.2 彈性地基梁的撓曲線微分方程式23-25
• 2.2.3 齊次微分方程的通解25-26
• 2.2.4 分布荷載作用下微分方程的特解26-27
• 3 有限元法及有限差分法基本理論27-33
• 3.1 概述27
• 3.2 空間有限元理論27-30
• 3.3 空間有限差分理論30-33
• 4 工程簡(jiǎn)介及數(shù)值三維建模33-51
• 4.1 工程概況33-35
• 4.2 巖層地質(zhì)條件35-38
• 4.3 地質(zhì)構(gòu)造38
• 4.4 水文地質(zhì)條件38
• 4.5 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)布置情況38-40
• 4.6 數(shù)值模型建立步驟40-41
• 4.7 深基坑項(xiàng)目數(shù)值模型尺寸及開挖方法的分析41-43
• 4.8 深基坑數(shù)值模型的初步建立和模型網(wǎng)格的劃分43-45
• 4.9 深基坑數(shù)值模型網(wǎng)格的分組45-47
• 4.10 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的數(shù)值模型47-51
• 5 深基坑三維開挖數(shù)值模擬結(jié)果分析51-76
• 5.1 深基坑施工過程數(shù)值模擬開挖步驟51
• 5.2 深基坑三維數(shù)值開挖模擬結(jié)果分析51-76
• 5.2.1 初始狀態(tài)52-55
• 5.2.2 基坑開挖鄰近既有隧道變形分析55-58
• 5.2.3 深基坑開挖變形58-59
• 5.2.4 深基坑開挖最終變形59-64
• 5.2.5 既有隧道最終變形64-68
• 5.2.6 深基坑全過程變形68-69
• 5.2.7 既有基坑邊坡變形69-72
• 5.2.8 錨桿及基坑開挖完成后受力分析72-76
• 結(jié)論76-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果81-82
• 致謝82-83

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