胡强[1]2004年在《深基坑工程建模理论与稳定性评判的关键技术研究》文中研究表明基坑工程中的数值仿真存在着许多的技术难题，本文在系统总结基坑工程中存在的关键问题的基础上，从基坑的建模、反分析方法、稳定性分析及临界变形指标几个方面进行了深入研究，提出了相应的解决方法。传统有限元模拟大型深基坑施工时，模型难以真实反映挡墙和支护结构的弯曲变形效应，故其计算结果与实际相差较大，这对工程是不利的。为了在数值模拟方面力求合理地反映基坑工程中复杂结构体系的实际效应，迫切需要建立一种新的数值计算模型，一方面可以提高传统有限元的计算精度，另一方面，既可直接应用于叁维实体和中厚度板壳结构又易于与其它带转动自由度的梁单元相容，并且在处理复杂组合结构体时无需引入任何过渡单元就可完成数值实施。本文首先建立了一种新型单元——RH8单元，推导了该单元的确定性有限元及随机有限元列式，建立了基坑的有限元数值模拟的新模型；在此基础上本文对基坑的动态模拟及基坑的稳定性进行了研究。全文的主要内容如下： 1．基于非协调元理论和修正的Reissner泛函中引入独立转动场的变分原理，将转角自由度作为独立自由度，创建了一种新的叁维八结点单元——RH8单元，并根据变分原理推导了相应的有限元列式，最后还对其适用性进行了讨论。 2．将本文所建立的单元用于梁、板、块体同时存在的复杂组合结构体系问题当中，讨论了该单元在处理联结问题的优势，通过若干考例验证了该单元在计算组合结构时的合理性。针对大型结构中计算量较大的问题，讨论了提高新型单元计算效率的处理方法。 3．提出了带独立转动自由度的随机变分原理，在此基础上推导了新型单元的随机有限元列式。 4．基于新型单元模式对连续墙、支撑及土体进行模拟，从而建立了基坑施工模拟的新模型，对实际工程应用中该模型存在的问题及解决方法进行了探讨。 5．系统综述了反分析计算方法，对目前反分析中存在的问题进行了总结。针对实际存在的问题，提出了并行进化演化反演算法，采用面向对象的编程思想编制了相应的程序，验证了该算法的有效性。 6．在干扰能量法和超变形法的基础上，提出了基坑稳定评判的广角度综合评判法。同时考虑参数的随机性，以杆件的干扰能量作为功能函数，提出了支撑体系的体系可靠度计算方法，采用可靠度来对基坑的稳定性进行评价。最后还对基坑临界摘要变形指标问题进行了探讨。 7.针对国内某一特大型深基坑施工，利用本文方法进行了应力和变形分析、土层参数反分析、基坑支撑体系的体系可靠度分析，对基坑的安全稳定性进行了评价，得到合理的研究结果。关键词:深基坑、建模理论、稳定性、转动自由度、体系可靠度、临界变形指标
杨海林[2]2013年在《建筑深基坑支护优化设计研究及应用》文中研究表明建筑深基坑工程是一项多种复杂因素互相联系互相制约的系统性工程，其支护方案的选择和设计参数的选择是否合理，直接影响了基坑的稳定可靠性和经济性，一个小小疏忽，可能造成基坑的失稳破坏以及工程造价的无谓增加。因此，针对性地对基坑支护结构进行优选和优化，对深基坑工程的顺利实施非常重要。本文结合深基坑工程理论和实践，分析了应用比较多的几种基坑支护型式，以及每种型式的适用条件和优缺点；并探讨了深基坑支护方案设计的的影响因素；在深基坑设计理论和多目标决策模糊理论的基础上，以安全可靠、造价低、工期短、环境影响小、施工方便为优化目标，利用模糊综合评判方法和层次分析法，构建了比较系统的深基坑支护方案优选体系；研究了基坑支护设计的计算模型，研究了基坑设计参数的优化方法，包括桩径、桩间距、桩的嵌固深度、锚杆的锚固位置。结合工程实例，用层次分析法和模糊综合评判体系对地下连续墙、灌注桩+锚杆、上部土钉墙+灌注桩+锚杆、灌注桩+内支撑四种支护方案进行优选，最终选择了评判值最高的上部土钉墙+灌注桩+锚杆支护方案。对优选后的支护方案进行细部设计，确立了基坑支护方案。利用Plaxis有限元软件进行深基坑建模，并分析了支护结构的应力和水平位移。分析了不同桩径、不同桩间距、不同嵌固深度、不同锚固位置时围护结构的水平位移，然后选出了更为合理支护参数，确定了新的支护方案。最后，分析了优化后支护方案的合理性。结果显示，和原支护方案相比，在保证基坑稳定性的前提下，新支护方案降低了工程造价。
刘芳语[3]2014年在《深圳填海造地深基坑开挖方案优选研究》文中研究说明近年来，大批填海造地工程出现在我国的沿海城市，越来越多的填海造地区深基坑工程需要建设。这些深基坑工程因填筑材料、填筑方法、基坑支护形式的不同，均存在不同程度的风险。因此，对特定的填海造地区域而言，如何优化设计深基坑的开挖方案迫在眉睫。深圳湾是深圳市早期开发的填海造地区，本文研究的科技生态园二区深基坑工程位于深圳湾，属于典型的填海造地区深基坑工程。本文通过实地调研和文献分析相结合，对二区基坑开挖方案进行了初步设计。利用数值模拟方法进行基坑开挖全过程的计算，后采用改进的层次分析法构建基坑支护方案评价模型，融入模糊综合评判思想，确定了最优基坑开挖方案。本文的主要研究工作、成果和结论如下：①通过勘查资料和国内外现状分析，总结出本基坑的特点和难点。本基坑开挖工作量大、开挖深度深、地下水丰富且周围环保要求高，参照以往填海造地区深基坑工程经验，初步设计叁种基坑开挖支护方案；②利用ANSYS完成基坑叁维模型的建立实体建模和网格划分，后利用FLAC3D有限差分软件计算出叁种支护方案在基坑开挖过程中的基坑位移、围护结构内力、位移数值模拟监测点水平位移。数值模拟结果作为主要参考点，提供技术性评价指标；③深基坑支护方案的优选因素具有模糊性，传统的经验判断和层次分析法弊端较多，本文利用最优传递矩阵对层次分析法进行改进，并依据模糊数学原理建立该工程支护方案优选的综合评价模型，从技术性、经济性、环保性叁个方面对初选的方案进行综合评判；④计算叁种支护方案的模糊综合评判结果，确定最优基坑开挖方案为桩锚支护方案。最后对本基坑开挖过程中土方开挖、监测体系和应急预案等方面，提出几点工程建议。
杜丽丽[4]2007年在《深基坑支护体系安全可靠性的模糊综合评判研究》文中指出基于基坑支护工程的特点以及其可靠性在分析过程中存在较多的不确定性，并且其影响因素也较多，因此本文作者运用模糊综合评判方法对深基坑支护体系的可靠性进行评判，并且只需从安全性方面进行探讨。本文主要研究工作是综合分析影响深基坑支护体系安全可靠性的因素之后，结合监测项目建立了叁层次评判体系，第一层次是围护结构、支撑体系和相邻环境；第二层次是上一层次支配下的内力和变形；第叁层次是部分内力和变形的反应，在整个评判过程中引入了综合权重和改进的识别方法，同时将评价域分为四级，且各级边界模糊化，具体评判过程如下：(1)在实际基坑支护工程中，选择监测项目作为评判因子，并建立叁层次评判指标体系；(2)利用层次分析法计算各层次指标的特征权重，然后结合数值权重得出综合权重；(3)建立安全、注意、高度注意、危险四个等级的隶属函数，根据监测数据确定各评判指标的隶属度，构造判断矩阵；(4)建立各层次的评判模型，运用改进的识别方法并结合传统识别方法做出评判结果。运用该理论和方法，通过对深圳某大厦地下连续墙支护工程实例进行计算分析，验证了其可行性。
马新弟[5]2007年在《深基坑工程施工前期风险预判预报系统平台建设及其方法研究》文中提出由于深基坑工程具有风险高、工期长、施工难度大等特点，所以深基坑工程施工风险研究，特别是对深基坑工程在施工期间潜在的风险进行定性定量的分析、预判、预报成为了当前基坑工程界的热点。 本文在基坑工程和风险理论的基础上对这一问题进行了展开，主要工作如下： 首先，本文收集了340个基坑事故实例，从深基坑事故实例出发，分析了基坑工程事故的类型和事故发生的原因，分别对建设单位、勘察单位、设计单位、施工单位、监理单位、监测单位在事故发生中的失误主导率进行了统计分析，同时运用故障树理论对深基坑工程进行了风险源的辨析和判别。 第二，本文总结了风险分析评价的叁种方法，剖析了其各自存在的缺陷。在正确认识其不足的基础上，本文基于模糊综合评判方法进行了深化研究和改进，摆脱了可靠度理论的束缚，以基坑工程设计计算中安全系数指标和最大变形与挖深比作为模糊综合评判的指标，即多目标的深基坑施工风险模糊综合评判方法。 第叁，本文在上述理论的基础上，将风险评估理论在深基坑工程进行应用，搭建了施工风险评估的数据库，开发完成了深基坑工程施工风险评估预判系统，使深基坑工程施工风险的评判直观方便简单易用。 最后，结合上海轨道交通8号线的翔殷路车站基坑工程设计资料进行了风险评估预判，并将车站基坑施工风险分级，指明了深基坑工程存在的风险点，以引起人们对该基坑工程风险的认识和做到施工风险心里有数。
王要锋[6]2015年在《基于综合评判及有限元分析的基坑支护工程方案优化设计》文中指出本文就目前国内常见基坑支护结构类型以及特点和使用条件作了详细的归纳总结，探讨了在基坑支护方案选择时需考虑的影响因素和所依据的设计原则，为基坑支护工程方案初选提供参考；介绍了几种目前应用比较成熟的数学优选理论及其在基坑支护方案优选中的应用，提出了专家评判和层次分析法相结合的科学优选方法，为深基坑支护工程方案优选提供了定性加定量的综合判定方法。针对具体的基坑工程实例，文中根据基坑特点及工程地质条件，初选了叁种可行方案，运用专家评判和层次分析相结合的方法进行了方案优选，并编写了基于MATLAB软件的层次分析优选模型计算程序，验证了计算结果的准确性，为深基坑工程支护方案优选提供了可行、快速的设计计算工具；然后运用北京理正公司研发的深基坑支护结构设计软件对优选方案支护结构参数设计计算；最后结合MIDAS/GTS有限元分析软件进行了基坑开挖过程的模拟分析，并对支护结构的设计参数进行了优化调整，优化后的设计方案相比实际工程方案更加合理。
范迎春[7]2005年在《深基坑支护结构选型决策方法的研究与应用》文中认为深基坑支护结构设计中很重要的一步就是确定支护结构类型。理论发展及工程实践推进了深基坑支护方案的发展,但目前的选型方法多采用传统的人工方法,其科学化和智能化程度不高。论文以五种常见的深基坑支护结构型式为研究对象,重点研究了基于BP 神经网络的深基坑支护结构选型决策问题。论文以深基坑支护工程相关理论和大量的深基坑支护工程实例为出发点,辩识深基坑支护结构选型决策的影响因素形成深基坑支护结构选型决策的指标体系;针对深基坑支护结构选型涉及到众多模糊、不确定性因素的突出特点,引入了BP 神经网络理论,在MATLAB 语言环境下,编制了选型决策的程序并构建了相应的深基坑支护结构选型决策模型;并用由大量工程实例数量化形成的学习样本知识库对网络进行训练和调试,形成了深基坑支护结构选型决策模型。论文最后介绍了该选型决策模型在实际工程中的应用,从专家设计、多层次模糊综合评判法和工程监测资料等角度验证了其实用性和有效性。该选型决策模型运用便捷,能比较有效的解决深基坑支护结构优选问题。
路嘉锦[8]2014年在《软土地区地铁车站超深基坑施工风险管理与控制》文中进行了进一步梳理随着我国综合国力的不断增强,经济迅猛发展,城市化进程快速推进,城市基础设施的建设得到了快速发展。在一二线城市,人口聚集不断增加,这对城市的承载能力提出了更高的要求,于是城市轨道交通建设得到了快速的发展。而轨道交通的建设难点在于基坑问题,大部分基坑处于闹市区,并且深度很大,称之为超深基坑。另外,由于工程地质环境复杂多变,不可预测的因素较多,造成巨大的经济损失和人员伤亡极为容易,且近年来,此类重大事故常有发生。当前此类工程普遍缺少系统、有效的施工安全风险评估与管理。因此有必要深入开展软土地区地铁车站超深基坑施工安全风险评估与管理的研究,为今后同类工程的施工安全风险管理工作提供一定的借鉴。本文以杭州地铁官河站超深基坑工程为背景,对软土地区超深基坑施工安全风险进行研究,所作的主要工作内容有：(1)通过对已有文献的大量调研、施工现场的问卷调查和相关专家的咨询反馈,得到地铁车站超深基坑施工安全风险评价的施工方风险指标全集,再经过挑选并创设了适用于软土地区地铁车站超深基坑施工安全风险评价的指标体系；(2)基于杭州地铁某超深基坑工程的实际情况,确立了超深基坑施工安全评价指标,基于专家打分法得到各评价指标的概率与损失的估值,选取恰当的隶属函数,运用模糊综合评判法进行风险评价,得到风险度以及风险等级；(3)基于可靠度原理,建立适合于超深基坑稳定性分析的叁个极限状态方程,采用ansys的概率分析模块对超深基坑进行稳定性计算分析研究,得到了超深基坑工程在各个工况下的失稳概率。并运用在杭州地铁超深基坑工程,定量分析了超深基坑施工当中的安全性和稳定性。(4)通过对所有风险影响因素的综合分析,对风险评价中得分较高的风险因素,在施工中采用有针对性的措施,达到了预期的目标。
谢琨[9]2014年在《成都市某膨胀土深基坑支护设计研究》文中提出随着经济的发展，超高层、高层建筑的兴建，以及地下空间的开发及利用，大量深基坑工程应运而生，深基坑工程的复杂性和重要性也日渐显露出来，成为工程界的一个难点和热点。特别是在膨胀土地区，膨胀土深基坑的特殊性常常导致常规基坑支护出现重大工程问题，究其原因主要为膨胀土所具有的“吸水膨胀，失水收缩”特性，而设计人员往往膨胀土此种特性不够重视，在土压力计算以及基坑支护方案选择两个方面产生重大失误，所以对于膨胀土特性以及基坑支护方案优选模式进行研究，具有重要工程意义。本文以成都市某膨胀土深基坑为依托，采用室内物理模拟实验方法，对膨胀土进行土压力和膨胀力变化规律进行研究，得出随含水率变化条件下膨胀土土压力和膨胀力的变化规律曲线，为基坑工程支护设计计算提供指导意义。针对膨胀土基坑特殊性以及基坑工程的综合性强的特点，利用模糊综合评判法和层次分析法重新建立基坑支护方案优选模式，进行基坑支护方案优选，选出对于该膨胀土深基坑的最优支护方案。最后，利用理正深基坑7.0版软件，按照优选出的支护方案并结合膨胀土土压力特性进行基坑支护设计计算，以确保该深基坑支护设计计算结果能达到安全性和经济型的目的。本文主要研究内容包括：（1）采用室内物理模拟实验的方法，对膨胀土土压力及膨胀力随含水率变化规律进行研究；（2）综合利用模糊综合评价法和层次分析法，建立适合膨胀土深基坑支护方案的优选模式，选出适合成都市某膨胀土深基坑的支护方案；（3）结合以上两项研究内容，利用理正深基坑7.0版软件进行基坑支护设计计算。主要研究成果包括：（1）根据膨胀土土压力室内物理模拟实验结果得出：1）膨胀土土压力沿墙高分布呈梯形，符合朗肯土压力理论；2）膨胀土土压力整体变化情况为随含水率的增高而增高。在前期土压力增高幅度较大，当含水率达到约36%处时出现拐点，土压力增幅明显减弱。3）利用朗肯土压力理论，对含水率为30%的普通粘性土土压力进行计算，计算结果小于含水率为30%的膨胀土土压力。根据普通粘性土土压力随含水率变化规律，与膨胀土土压力变化规律进行对比，得知膨胀土土压力大于普通粘性土土压力，但两者间无线性关系。（2）根据膨胀土膨胀力室内实验结果得出：1）随着膨胀土不断增湿，膨胀力整体变化曲线呈下降趋势；2）前期膨胀力降幅较大，到达含水率约为26%时出现拐点，膨胀力降幅减小；3）膨胀力前期降幅呈近线性变化。（3）利用多目标决策方法进行膨胀土深基坑支护方案优选，优选模型建立过程及优选结果表明：1）受膨胀土特性制约，地质方面所属权重因子有明显提高；2）综合利用层次分析法与模糊综合评判法建立方案优选模型，能有效的提高优选模型的客观性、全面性和有效性等，使优选结果更加符合要求，更加可靠；3）对该膨胀土深基坑进行的支护方案优选的结果为排桩支护方案，此方案达到了基坑支护的安全性和经济型要求，同时验证了该优选模型的正确性。（4）利用理正深基坑7.0软件进行基坑支护方案设计计算，设计结果表明：1）该版本软件为现阶段最实用、可靠的基坑支护设计计算方面的软件；2）该膨胀土深基坑的支护设计方案，采用模糊层次综合评判法优选结果；3）在支护设计计算过程中的土压力计算部分，结合膨胀土土压力变化规律研究成果，对土压力计算值进行了修正，最终设计计算结果满足基坑工程要求。4）对各段基坑最终设计成果进行稳定性验算，包括整体稳定性验算、抗倾覆稳定性验算、抗隆起稳定性验算，验算结果均符合稳定性要求。
陈海涛[10]2017年在《沈阳自动化研究所基坑桩锚支护结构变形及受力特性研究》文中进行了进一步梳理随着城市地下空间的不断开发与利用,深基坑工程得到了蓬勃的发展。桩锚支护结构因为独特的优势,使其成为众多支护形式中应用最为广泛的一种。因为支护结构的理论研究仍然滞后于工程实践,所以对于桩锚支护结构变形的研究具有十分重要的意义。本文以沈阳自动化研究所基坑工程为背景,分析了目前常用的深基坑支护形式,根据本工程特点、土层性质、周边环境及使用要求,对基坑进行了桩锚支护结构变形及受力特性研究。(1)锚索与土层之间的摩阻力随着锚索长度的变化大小是不同的,距离孔口越远摩阻力越小,距离孔口越近摩阻力越大。(2)基坑工程开挖初期,支护结构水平位移的最大位置在桩顶。随着基坑的开挖,锚索的施加使得支护结构的变形得到了有效的控制。支护结构水平位移最大处开始下降,基坑开挖完成后,支护结构水平位移最大位置约在0.7倍开挖深度附近。(3)一味地增加锚索的预应力用处不大,并且预应力的施加使得支护结构产生负弯矩,对支护体系有影响。(4)支护结构最大水平位移的模拟值与实测值数值接近,模拟结果和监测数据均显示了基坑的空间效应,基坑边呈现桩顶水平位移中间大、两边小的情况,阴角处位移值最小。(5)设立沈阳自动化研究所基坑工程的安全评价模型,而且根据基坑工程的详细现场监测情况和数据,对工程实例的安全状况进行安全评价。评价结果与实际情况相符。
参考文献：
[1]. 深基坑工程建模理论与稳定性评判的关键技术研究[D]. 胡强. 河海大学. 2004
[2]. 建筑深基坑支护优化设计研究及应用[D]. 杨海林. 中国地质大学（北京）. 2013
[3]. 深圳填海造地深基坑开挖方案优选研究[D]. 刘芳语. 重庆大学. 2014
[4]. 深基坑支护体系安全可靠性的模糊综合评判研究[D]. 杜丽丽. 西安建筑科技大学. 2007
[5]. 深基坑工程施工前期风险预判预报系统平台建设及其方法研究[D]. 马新弟. 同济大学. 2007
[6]. 基于综合评判及有限元分析的基坑支护工程方案优化设计[D]. 王要锋. 长春工程学院. 2015
[7]. 深基坑支护结构选型决策方法的研究与应用[D]. 范迎春. 重庆大学. 2005
[8]. 软土地区地铁车站超深基坑施工风险管理与控制[D]. 路嘉锦. 西南交通大学. 2014
[9]. 成都市某膨胀土深基坑支护设计研究[D]. 谢琨. 成都理工大学. 2014
[10]. 沈阳自动化研究所基坑桩锚支护结构变形及受力特性研究[D]. 陈海涛. 辽宁工程技术大学. 2017
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