隨著我國城市化進(jìn)程的加快,城市常規(guī)交通已經(jīng)不堪重負(fù),為緩解交通擁堵,城市軌道交通建設(shè)日益增多。但城市中主要區(qū)域人口密度大,建筑物繁多,地鐵軌道周邊會衍生出越來越多的基坑工程,基坑開挖卸荷會對周圍土體產(chǎn)生附加應(yīng)力以及附加變形,會影響到周邊地鐵的正常運(yùn)營,嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)安全事故。故研究基坑開挖對既有地鐵的影響對于保護(hù)地鐵隧道的安全運(yùn)營具有重大意義。本文在廣泛查閱國內(nèi)外學(xué)者對此課題的相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,分別從理論研究、數(shù)值模擬以及現(xiàn)場監(jiān)測三種角度做詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析,提出基坑開挖周圍土壓力變化理論、基坑開挖引起的坑底回彈、圍護(hù)變形以及土體沉降的機(jī)理及計(jì)算方法,從而推導(dǎo)出基坑開挖對隧道影響的機(jī)理。基于Mindlin解求解了基坑開挖在隧道產(chǎn)生的附加應(yīng)力,分別闡述了盾構(gòu)隧道的橫向及縱向變形理論,繼而通過Winkler彈性地基梁理論求解隧道縱向變形。通過以上理論研究,依托吉林省長春市某近地鐵深基坑工程進(jìn)行三維數(shù)值模擬分析,主要研究成果如下:（1）坑底隆起值、圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移值、坑外地表沉降值受基坑開挖深度影響效果顯著,從開挖一層至基底的過程中,最大隆起量增長104%;最大位移值增長163%;最大沉降值增長... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同形式隆起圖

第2章基坑工程相關(guān)理論15A懸臂B踢腳C內(nèi)凸D復(fù)合圖2.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形圖（2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)豎向位移基坑工程的開挖卸荷，會導(dǎo)致開挖面以下的土體自重應(yīng)力的釋放，從而引起土體在豎直方向上產(chǎn)生變形，由于土體的變形也迫使圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生豎向變形，從而帶來工程危害。除此之外，上部建筑物自重或者荷載作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上又會使圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生下沉以及開挖過程中清理工作不到位，留下殘?jiān)紩箛o(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生下沉。2.3.3地表沉降通過以上研究發(fā)現(xiàn)，基坑開挖由淺到深的過程中，土體變形是由彈性變形轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄宰冃蔚囊粋�(gè)過程。特別是對于軟土地區(qū)而言，土體的塑性流動(dòng)特性不可避免，由于開挖引起的附加應(yīng)力會導(dǎo)致基坑外側(cè)土體會在圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部有向內(nèi)流動(dòng)的趨勢，繼而造成坑底回彈以及坑外地表沉降的現(xiàn)象。地表沉降沿距基坑邊緣距離的增加，沉降值呈先增后減的趨勢，在一定距離時(shí)，沉降值達(dá)到最大，然后在減校同坑底隆起以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形一樣，基坑外側(cè)地表沉降也是評價(jià)基坑開挖造成影響的一個(gè)重要指標(biāo)，因此準(zhǔn)確計(jì)算沉降值也尤為重要。目前主要有以下幾種方法計(jì)算基坑外側(cè)地表沉降值[62-63]：

第2章基坑工程相關(guān)理論16（1）有限元法有限單元法是利用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算的數(shù)值方法，可通過建立數(shù)值模型直接得出沉降值，并能較好地模擬土的各種性質(zhì)。主要原理是將以連續(xù)體拆分成離散體，用結(jié)構(gòu)矩陣的原理分別對每一離散體進(jìn)行計(jì)算，最后整合到一起的方法。（2）穩(wěn)定安全系數(shù)法穩(wěn)定安全系數(shù)法是根據(jù)Terzaghi所提出的理論計(jì)算基底抗隆起安全系數(shù)。求得安全系數(shù)后，根據(jù)基底抗隆起系數(shù)與基坑開挖深度和地表最大沉降之間的函數(shù)關(guān)系曲線圖，便可得出最大沉降值。計(jì)算安全系數(shù)Fs示意圖如圖2.3所示，計(jì)算方法如下：當(dāng)基底下臥層為硬土層且埋深D較大（D>0.7B，B為基坑深度時(shí)）10.7ucsuSNFHSB=（2.16）當(dāng)基底下臥層為較硬土層時(shí)1ucsuSNFHSD=（2.17）式中：Su—不排水抗剪強(qiáng)度；H—基坑開挖深度；Nc—穩(wěn)定系數(shù)；—土體重度。圖2.3基坑抗隆起安全系數(shù)分析法（3）沉降曲線法如圖2.4所示為對Peck法經(jīng)驗(yàn)曲線，但經(jīng)過長期工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，此曲線尚有不足。經(jīng)過修正完善后地表沉降值按以下公式計(jì)算：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]盾構(gòu)隧道管片襯砌殼彈簧計(jì)算模型研究[J]. 孫金山,郭鴻俊.  地下空間與工程學(xué)報(bào). 2019(04)
[2]深基坑支護(hù)開挖對臨近地鐵隧道結(jié)構(gòu)的影響分析研究[J]. 章潤紅,劉漢龍,仉文崗.  防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào). 2018(05)
[3]基坑開挖對鄰近地鐵隧道的影響[J]. 李海兵,劉燕,許柏陽.  天津建設(shè)科技. 2018(04)
[4]基坑開挖對臨近地鐵結(jié)構(gòu)安全影響分析[J]. 陽彬武.  施工技術(shù). 2018(S1)
[5]深基坑開挖對臨近地鐵車站及區(qū)間影響的數(shù)值模擬分析[J]. 蔡武林.  水利與建筑工程學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]地鐵基坑開挖對臨近地下通道的影響規(guī)律研究[J]. 印長俊,陽文勝,馬鵬遠(yuǎn).  湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(02)
[7]基坑開挖引起緊鄰地鐵隧道力學(xué)響應(yīng)與處理方案研究[J]. 石鈺鋒,方燾,王海龍,胡文韜,郭俊,張鵬.  鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(06)
[8]某地鐵車站深基坑開挖對臨近管線的影響分析[J]. 鄒淼,吳祿源,王磊.  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2016(03)
[9]盾構(gòu)近距離下穿引起已建地鐵隧道縱向變形理論研究[J]. 張瓊方,林存剛,丁智,夏唐代,單華峰.  巖土力學(xué). 2015(S1)
[10]深圳某項(xiàng)目基坑開挖對地鐵影響的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對與實(shí)踐[J]. 王繼華,劉濤,嚴(yán)莉,宋延平,黃世堅(jiān),陳忠藝,龔岸.  施工技術(shù). 2015(07)

博士論文
[1]深基坑施工對近接地鐵盾構(gòu)隧道變形的影響及控制研究[D]. 黃海濱.華南理工大學(xué) 2019
[2]濕陷性黃土地層與地鐵結(jié)構(gòu)相互作用機(jī)理及變形控制標(biāo)準(zhǔn)研究[D]. 王立新.長安大學(xué) 2016
[3]基坑開挖時(shí)鄰近既有隧道的力學(xué)響應(yīng)規(guī)律研究[D]. 姜兆華.重慶大學(xué) 2013
[4]緊鄰既有線地鐵車站深基坑工程穩(wěn)定與變形特性研究[D]. 張國亮.中南大學(xué) 2012
[5]考慮卸載擾動(dòng)狀態(tài)的3D彈粘塑性本構(gòu)模型及其應(yīng)用[D]. 付艷斌.同濟(jì)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]深基坑降水支護(hù)的應(yīng)力-滲流耦合變形機(jī)理研究[D]. 夏慶春.蘭州理工大學(xué) 2019
[2]基坑開挖對鄰近5.9m內(nèi)徑盾構(gòu)隧道的變形影響[D]. 干志偉.紹興文理學(xué)院 2019
[3]基坑開挖對盾構(gòu)隧道影響分析及數(shù)值模擬[D]. 王思瑤.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[4]合肥地鐵伊寧站基坑工程開挖對臨近建筑物影響[D]. 張仁偉.安徽理工大學(xué) 2018
[5]鈣質(zhì)砂中擋土墻土壓力試驗(yàn)研究[D]. 陳偉俊.廣西大學(xué) 2018
[6]近距離基坑開挖對下臥地鐵隧道位移影響分析及位移控制措施研究[D]. 郭勁睿.廣州大學(xué) 2018
[7]基坑開挖對鄰近地鐵隧道變形的影響研究[D]. 徐聞達(dá).浙江大學(xué) 2018
[8]基坑開挖對鄰近既有地鐵隧道的影響研究[D]. 楊昶.東南大學(xué) 2017
[9]深基坑開挖對地鐵結(jié)構(gòu)的影響研究[D]. 李占峰.長安大學(xué) 2017
[10]北京市某基坑開挖對鄰近地鐵隧道的影響分析[D]. 張江浩.河北工程大學(xué) 2017



本文編號：3301815