相邻双基坑开挖相互影响性状分析

论文摘要

城市地区高层建筑密度大,容易造成密集的基坑群施工,必然会遇上两个甚至多个基坑在同一时期进行开挖施工的情况。相邻基坑开挖引起的围护结构与周围土体变形与基坑单独开挖有较大的差异,在基坑的设计施工阶段必须考虑相邻基坑开挖产生的相互影响,其影响因素有相邻基坑间距,开挖顺序和支护方式等。由于相邻基坑开挖产生的相互影响,使支护结构的受力,变形和周围环境的影响变得更加复杂。本文以福州君临盛世茶亭基坑和世茂国际中心基坑作为研究对象,运用有限元软件建立二维和三维计算分析模型,对相邻基坑开挖性状进行研究,主要内容有：利用有限元软件PLAXIS建立相邻基坑开挖的二维模型,土体采用HS本构模型,主要分析相邻基坑同步开挖情况下的土体位移,支护结构位移和内力。并考虑不同间距和不同开挖工序对相邻基坑开挖性状的影响,得到相邻基坑开挖的影响范围和基坑围护结构在不同开挖工序情况下的变形规律。采用强度折减法分析基坑稳定性,利用有限元软件Phase2建立相邻基坑开挖的二维模型,根据计算得到的位移剪切带判断基坑破坏模式。详细分析了开挖深度、基坑间距、锚杆长度、支护桩嵌固深度、土体强度、支护方式和软土层厚度对稳定性的影响。研究相邻基坑开挖过程中基坑周围土体应力路径和主应力轴旋转,详细分析了锚杆施工区域、墙前主动区、墙后被动区等区域土体应力路径和主应力轴旋转,得到坑内外和相邻基坑影响区域土体应力路径和主应力轴旋转变化规律。利用有限元软件PLAXIS 3D建立相邻基坑开挖的三维模型,分析相邻基坑同步开挖和不同间距情况下的基坑开挖性状,研究了基坑角部刚度效应对基坑开挖性状的影响。三维分析考虑基坑空间效应,分析结果更接近实际。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 主要符号表
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 基坑开挖变形、隆起及其对周围环境影响
• 1.2.1 经验算法计算基坑开挖变形
• 1.2.2 数值方法计算基坑开挖变形
• 1.2.3 基坑开挖产生的坑底隆起
• 1.2.4 基坑开挖对周围环境的影响
• 1.3 基坑开挖稳定性分析
• 1.3.1 强度折减有限元方法分析基坑稳定性
• 1.3.2 上限和下限数值极限分析方法分析基坑稳定性
• 1.4 基坑开挖应力路径
• 1.5 相邻基坑开挖产生的相互影响
• 1.6 课题研究的意义及主要内容
• 1.6.1 课题研究的目的和意义
• 1.6.2 课题研究的主要内容
• 第二章 相邻基坑开挖性状分析
• 2.1 PLAXIS程序简介
• 2.2 本构模型
• 2.2.1 摩尔—库仑模型
• 2.2.2 土体硬化模型（Hardening Soil model）
• 2.2.2.1 标准排水三轴试验的双曲线关系
• 2.2.2.2 HS模型的双曲线近似
• 2.2.2.3 HS模型中盖帽型屈服面
• 2.3 工程概况
• 2.3.1 基坑支护体系
• 2.4 模型建立及参数选择
• 2.4.1 几何模型
• 2.4.2 材料参数
• 2.4.3 计算步骤
• 2.5 相邻基坑同步开挖性状分析
• 2.5.1 基坑土体变形分析
• 2.5.2 支护结构水平位移分析
• 2.5.3 支护结构内力分析
• 2.6 不同间距相邻基坑同步开挖性状分析
• 2.7 相邻基坑不同步开挖性状分析
• 2.7.1 开挖步骤对支护结构水平位移的影响
• 2.7.2 后开挖基坑对先开挖基坑的影响
• 2.8 本章小结
• 第三章 相邻基坑开挖破坏模式分析
• 3.1 前言
• 3.1.1 基坑破坏模式与机理
• 3.1.2 基坑稳定性计算的强度折减法
• 3.1.3 土体临界破坏的判定
• 3.2 Phase2程序简介及模型建立
• 3.2.1 Phase2程序简介
• 3.2.2 Phase2模型建立
• 3.3 相邻基坑同步开挖稳定性分析
• 3.3.1 开挖深度对稳定性的影响
• 3.3.1.1 相邻基坑同步加深对破坏模式的影响
• 3.3.1.2 A基坑加深对破坏模式的影响
• 3.3.1.3 B基坑加深对破坏模式的影响
• 3.3.1.4 开挖深度对稳定系数的影响
• 3.3.2 基坑间距对稳定性的影响
• 3.3.3 锚杆长度对稳定性的影响
• 3.3.4 支护桩嵌固深度对稳定性的影响
• 3.3.4.1 2号桩嵌固深度对破坏模式的影响
• 3.3.4.2 3号桩嵌固深度对破坏模式的影响
• 3.3.4.3 嵌固深度对稳定系数的影响
• 3.3.5 土体强度对稳定性的影响
• 3.3.6 支护方式对稳定性的影响
• 3.3.7 软土层厚度对稳定性的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 相邻基坑开挖应力路径分析
• 4.1 前言
• 4.2 相邻基坑开挖应力路径分析
• 4.2.1 坑内外土体应力路径分析
• 4.2.1.1 B基坑坑外土体应力路径分析
• 4.2.1.2 B基坑坑内土体应力路径分析
• 4.2.1.3 A基坑坑外土体应力路径分析
• 4.2.2 影响区域土体应力路径分析
• 4.2.2.1 Ⅰ区土体应力路径分析
• 4.2.2.2 Ⅱ区土体应力路径分析
• 4.2.2.3 Ⅲ区土体应力路径分析
• 4.2.2.4 桩底土体应力路径分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 相邻基坑开挖三维性状分析
• 5.1 前言
• 5.2 三维模型建立
• 5.3 相邻基坑同步开挖三维性状分析
• 5.3.1 土体变形分析
• 5.3.2 支护结构水平位移分析
• 5.3.3 角部效应
• 5.3.4 支护结构内力分析
• 5.4 不同间距开挖三维性状分析
• 5.5 本章小结
• 结论与展望
• 主要结论
• 进一步展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历