合肥某邻水基坑开挖稳定性分析与模型试验研究

基坑工程论文 数值模拟论文 模型试验论文 开挖效应论文
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在城市轨道交通建设中,基坑工程必不可少,但考虑其规模大、施工环境复杂,其安全稳定性在地铁建设过程也极其重要。正确掌握基坑开挖过程中的受力和变形特点等,对于轨道交通工程的合理设计与安全施工具有十分重要的指导意义。本文依托合肥地铁大东门站邻水深基坑工程为背景,阐述了基坑支护理论和变形机理。采用数值模拟软件GeoStudio,分析了邻近水体水位变化对基坑整体稳定性的影响;采用室内缩尺模型试验对基坑开挖下土压力分布、变形机制进行了探索,并研究了水体对基坑开挖效应的影响。主要成果如下:(1)通过理论分析、室内试验、数值分析,对基坑开挖下土压力分布、变形机制进行了探索,揭示了水体对深大复杂基坑开挖工程的作用过程、作用模式及作用效果,得出基坑稳定性变化规律及周围土体变形发展趋势。(2)南淝河渗流对大东门站基坑稳定性有一定影响,基坑内的渗流过程对基坑稳定不利,在一定程度上降低了基坑的稳定性,但混凝土连续墙围护结构埋深40米,充分保证了基坑开挖过程中的稳定与安全。混凝土连续墙围护结构的埋置深度对基坑开挖过程中影响重大,混凝土连续墙围护结构需要合理的埋置深度才能保证基坑开挖过程中的稳定与安全。(3)随着开挖深度的加大,基坑周围的应力值在减小,且与开挖深度处于同一高程土体的应力变化幅度最大。尤其在邻水状态下,应力变化幅值曲线会有明显的拐点。同时,基坑侧向位移逐渐增大,但增幅逐渐减小,非邻水下位移曲线走势平滑稳定,邻水状态下位移在开挖深度达到一定值时会有减小趋势。研究结果为合肥地铁后续类似工程设计、施工和管理提供科学依据和重要借鉴作用,也可供类似工程参考。
致谢第7-8页
摘要第8-9页
ABSTRACT第9-10页
第一章 绪论第16-25页
    1.1 课题研究背景和意义第16-18页
        1.1.1 研究背景第16-17页
        1.1.2 研究意义第17-18页
    1.2 国内外研究现状第18-23页
        1.2.1 基坑开挖变形计算现状第18-20页
        1.2.2 考虑渗流的基坑稳定研究现状第20-22页
        1.2.3 基坑模型试验研究现状第22-23页
    1.3 本文研究内容和技术路线第23-25页
        1.3.1 主要研究内容第23页
        1.3.2 技术路线第23-25页
第二章 工程研究背景第25-31页
    2.1 工程概况第25-26页
        2.1.1 车站主体第25-26页
        2.1.2 附属结构第26页
    2.2 施工条件第26-29页
        2.2.1 工程地质条件第26-28页
        2.2.2 水文地质条件第28页
        2.2.3 周边环境条件第28-29页
    2.3 工程施工重难点第29-31页
第三章 基坑开挖的稳定性分析第31-43页
    3.1 SEEP/W(地下水渗流分析模块)简介第31-34页
        3.1.1 GeoStudio软件介绍第31页
        3.1.2 SEEP/W软件模拟过程第31-33页
        3.1.3 计算方法和原理第33-34页
    3.2 数值模型的建立及相关参数的选取第34-38页
        3.2.1 建立稳定性分析模型第34-36页
        3.2.2 材料参数第36-38页
    3.3 计算结果及分析第38-42页
    3.4 本章小结第42-43页
第四章 室内模型试验第43-70页
    4.1 基坑工程模型试验研究简介第43-45页
        4.1.1 模型试验的必要性和趋势第43页
        4.1.2 模型试验原理第43-45页
    4.2 模型试验设计第45-58页
        4.2.1 试验目的和测试内容第45-46页
        4.2.2 设计思路第46-47页
        4.2.3 试验构造第47-52页
        4.2.4 试验方法和步骤第52-58页
    4.3 试验数据整理及结果分析第58-68页
        4.3.1 土体应力与开挖过程关系及分析第58-67页
        4.3.2 基坑侧向位移与开挖过程关系及分析第67-68页
    4.4 本章小结第68-70页
第五章 结论与展望第70-72页
    5.1 主要结论第70-71页
    5.2 展望第71-72页
参考文献第72-76页
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况第76页
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