青岛地铁复杂深基坑开挖支护的FLAC数值分析

论文摘要

深基坑工程在高层建筑、地铁工程及市政工程中应用日益广泛。在对国内外深基坑工程研究成果进行深入分析的基础上,采用理论分析及数值模拟的方法,研究了深基坑工程中围护结构受力和变形的规律；同时结合工程实践,分析了交叉型深基坑中空间效应(阳角效应)及不同本构模型的影响。主要的工作和结论如下：(1)总结分析了深基坑工程的发展历史及国内外的研究现状,在此基础上,结合深基坑工程的复杂性及设计与施工中存在的缺点,阐述了深基坑工程的发展趋势；(2)介绍了深基坑工程中围护结构及周边地层的变形性状,对深基坑的变形机理加以分析,比较系统地总结了深基坑设计中的常用理论及计算方法；(3)以青岛地铁北站1、3号线特大复杂深基坑工程为背景,利用有限差分法,建立了FLAC数值计算模型。利用上述模型,研究了深基坑双排桩围护结构设计参数对其变形的影响规律,研究成果可为类似工程提供参考；(4)针对青岛地铁北站交叉型基坑开挖引起的阳角效应,首先分析了坑角角度对基坑变形的影响,之后建立了考虑整个支护结构协同作用的三维数值模型,对基坑开挖过程进行了内力和变形计算,对比了不同本构模型在基坑数值分析中的适用性以及土体回弹系数对结果的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 选题目的和意义
• 1.2 深基坑工程的研究状况
• 1.2.1 深基坑工程的发展史及特点
• 1.2.2 国内外深基坑工程的研究现状
• 1.2.3 数值模拟研究
• 1.2.4 深基坑工程的发展趋势
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 深基坑开挖变形机理及支护结构设计理论
• 2.1 深基坑变形性状分析
• 2.1.1 基坑底部隆起
• 2.1.2 基坑支护结构变形
• 2.1.3 支护结构周围地表变形
• 2.2 深基坑变形机理分析
• 2.2.1 深基坑底部隆起机理分析
• 2.2.2 支护结构后侧土体变形机理分析
• 2.3 深基坑支护类型
• 2.3.1 悬臂式支护结构及适用范围
• 2.3.2 水泥土重力式支护结构及适用范围
• 2.3.3 内撑式支护结构及适用范围
• 2.3.4 拉锚式支护结构及适用范围
• 2.3.5 土钉支护结构及适用范围
• 2.4 深基坑支护结构设计计算理论方法
• 2.4.1 朗肯土压力理论
• 2.4.2 库仑土压力理论
• 2.4.3 侧压力理论
• 2.4.4 极限平衡法
• 2.4.5 土抗力法
• 2.4.6 有限元法
• 2.4.7 弹性支点法计算过程
• 2.5 基坑稳定性检算
• 2.5.1 基坑整体稳定性检算
• 2.5.2 嵌入深度检算
• 2.5.3 抗倾覆稳定性检算
• 2.5.4 基坑抗隆起稳定性检算
• 2.5.5 基坑管涌稳定性检算
• 2.6 本章小结
• 第三章 现场工程概况及FLAC3D应用简介
• 3.1 深基坑工程现场概况
• 3.1.1 工程概况
• 3.1.2 场地工程地质条件
• 3.2 FLAC3D简介
• 3.2.1 计算原理
• 3.2.2 控制标准
• 3.2.3 基本假定
• 3.3 本章小结
• 第四章 青岛地铁B1区双排桩设计参数分析
• 4.1 计算模型的建立
• 4.2 桩长对位移影响分析
• 4.2.1 前后排桩身位移分析
• 4.2.2 双排桩桩长分析
• 4.2.3 前排桩桩长分析
• 4.2.4 后排桩桩长分析
• 4.3 双排桩排距分析
• 4.4 双排桩桩径分析
• 4.5 双排桩桩间距分析
• 4.6 基坑开挖深度分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 青岛地铁1、3号线交叉部位开挖支护数值分析
• 5.1 基坑坑角效应
• 5.2 计算模型的建立
• 5.2.1 支护设计概况
• 5.2.2 网格划分及计算参数
• 5.2.3 模型假定及计算过程
• 5.3 结果分析
• 5.3.1 位移分析
• 5.3.2 结构内力分析
• 5.3.3 回弹系数对基坑变形的影响
• 5.3.4 本构模型对基坑变形的影响
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要研究成果
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间科研及实践情况