基坑降水对既有车站结构影响研究

论文摘要

随着城市经济和建设事业的发展,城市地面交通的压力越来越大,单一的地面交通已经无法从根本上解决城市交通拥挤的状况,迫切需要大力发展地下快速轨道交通来从根本上解决交通拥挤的问题。因而越来越多的城市地铁投入运营。地铁在城市交通中的作用越来越重要。而地铁的建设使得相应的基坑工程向大、深的趋势发展。基坑工程对环境以及既有结构的影响是不容忽视的。本文以北京地铁十号线基坑降水工程为背景,分析了基坑降水对既有车站的影响。首先对渗流理论、地面固结沉降的基本理论进行了归纳总结,重点比较了太沙基固结理论和比奥固结理论,指出比奥固结理论优于太沙基理论。基坑降水引起地面沉降是三维流固耦合问题。通过ANSYS建立三维模型,然后借助三维有限差分数值模拟软件FLAC3D,应用fish语言编制程序对北京地铁十号线基坑降水工程为例进行数值模拟。最后对计算结果进行分析,得出以下结论:车站沉降量随降水时间而增加;降水完成后车站存在一定程度的差异沉降;降水引起车站的侧向位移等。论文的研究成果对该工程的相关设计和施工以及以后的类似工程的修建具有重要的指导意义。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 基坑降水研究现状
• 1.2.2 渗流场与应力场耦合分析研究现状
• 1.3 本文的研究内容、目的和方法
• 2 基坑降水引起的地层沉降
• 2.1 土体渗流特性及渗流理论
• 2.2 土体变形固结理论
• 2.2.1 太沙基固结理论
• 2.2.2 比奥固结理论
• 2.3 降水引起土层固结的特点
• 2.4 降水引起的地层沉降量的计算
• 3 基于快速拉各朗日差分算法的流固耦合分析方法
• 3D概述'>3.1 FLAC^3D概述
• 3D特点'>3.2 FLAC^3D特点
• 3D中的基本本构模型'>3.3 FLAC^3D中的基本本构模型
• 3D中流固耦合分析原理及方法'>3.4 FLAC^3D中流固耦合分析原理及方法
• 3.4.1 流体渗流计算所需的各种物理力学参数
• 3.4.2 流固耦合计算的边界条件与初始条件
• 3.4.3 时间比例
• 3.4.4 流固耦合模拟的技术要点
• 3.4.5 流固耦合求解步骤
• 4 实际基坑降水工程模型的建立
• 4.1 工程简介
• 4.1.1 工程地质条件
• 4.1.2 水文地质条件
• 4.1.3 降水设计方案
• 4.2 模型建立
• 4.2.1 模型的范围选取及网格划分
• 4.2.2 边界条件及本构模型的选取
• 4.2.3 计算参数的确定
• 4.2.4 模型计算步骤的编写思路
• 5 计算结果分析
• 5.1 降水井的布置对降水结果的影响
• 5.2 孔隙压力特征
• 5.3 竖向位移（沉降）分析
• 5.4 水平位移分析
• 5.5 车站结构应力分析
• 5.6 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 学位论文数据集