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砂卵石土地层明挖基坑坑内降水及地层沉降控制研究

2020-12-10阅读(958)

砂卵石土地层明挖基坑坑内降水及地层沉降控制研究

论文摘要

随着城市的发展,地表建筑物越来越密集,城市内的施工场地越来越受到空间的限制。为了减小施工对周边建筑物的影响,施工中采取了一系列措施。在地铁车站深基坑施工中,一般是通过基坑外管井来降低基坑范围内的地下水位,但是由于城市内建筑设施较为密集,同时为了减小降水对周边建筑的影响,可采用基坑内降水的方法来达到基坑降水施工的目的。目前规范中关于降水设计的计算是基于基坑外设计的,因此本文研究基坑内降水设计方法,并通过理论计算出降水对基坑周边地表沉降的影响,同时利用有限差分数值模拟法进行基坑降水及开挖全过程模拟分析,并得到了基坑外地表沉降曲线。具体研究内容如下:(1)在现有计算的基础上,提出了一种基坑内降水的设计方法,并对成都地铁6号线某地铁车站明挖深基坑工程坑内降水提供了指导。(2)分别采用了规范中和考虑渗流力作用下降水引起周边地表沉降的计算方法,对计算出来的地表沉降值与现场监测值进行了对比与分析,结果表明考虑渗流力作用下的算法较为精确。(3)运用有限差分法对基坑降水过程进行了模拟,研究了单井和群井布置下基坑内降水对周边地表沉降的影响,探讨了基坑内降水引起基坑周边地表沉降的群井效应。(4)运用有限差分法对基坑内降水及开挖全过程进行了模拟,研究了各级降水深度下基坑周边地下水位的变化趋势,并与理论推导的降水漏斗曲线进行了对比研究。同时对各级开挖深度和降水深度下,基坑周边地表的沉降值与现场监测以及理论计算值进行了对比分析。在基坑开挖完成后,对基坑周边地表的沉降范围进行了探讨,并提出了基坑周边地表沉降曲线和最大沉降值中降水引起的沉降占比。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 论文研究的背景与意义
  •   1.2 国内外研究现状
  •     1.2.1 基坑降水技术的发展
  •     1.2.2 基坑降水引起地面沉降的研究现状
  •     1.2.3 减小基坑降水对周边环境影响的工程措施
  •   1.3 论文研究的目标及内容
  •     1.3.1 论文研究目标
  •     1.3.2 论文研究内容
  •   1.4 研究技术路线
  • 第2章 基坑坑内降水设计与计算
  •   2.1 基坑围护结构（隔水帷幕）三维渗流模型
  •   2.2 改进的基坑内降水简化计算
  •     2.2.1 考虑围护结构隔水作用下基坑内降水计算
  •     2.2.2 考虑围护结构隔水作用下多层土层基坑内降水计算
  •   2.3 计算实例
  •     2.3.1 工程概况
  •     2.3.2 工程地质及水文地质条件
  •     2.3.3 降水设计参数
  •     2.3.4 考虑围护结构隔水作用的理论设计
  •     2.3.5 与不考虑围护结构隔水作用的计算对比
  •   2.4 基坑开挖及降水引起周围地表沉降的实际监测结果分析
  •   2.5 本章小结
  • 第3章 基坑降水引起周边地表沉降的计算
  •   3.1 基坑开挖引起周围地表沉降的计算方法
  •     3.1.1 Peck法
  •     3.1.2 地层损失法
  •     3.1.3 时空效应估算法
  •     3.1.4 数值模拟
  •   3.2 Dupuit假设及降水漏斗曲线的推导
  •   3.3 基坑外井周任意一点地表沉降的确定
  •   3.4 降水后井周沉降量计算结果与监测值对比
  •   3.5 本章小结
  • 第4章 渗流作用下基坑降水引起周围地表沉降的计算
  •   4.1 渗流力学原理
  •   4.2 考虑渗流作用下基坑降水引起坑外地表沉降的机理分析
  •   4.3 渗流力作用下基坑降水引起地面沉降的计算
  •   4.4 工程算例分析
  •   4.5 降水后沉降量的对比分析
  •   4.6 本章小结
  • 第5章 基坑开挖及降水引起周围地表沉降的流固耦合数值模拟
  •   5.1 FLAC3D程序简介
  •     5.1.1 FLAC3D计算原理
  •     5.1.2 FLAC3D优缺点
  •     5.1.3 FLAC3D应用范围
  •   5.2 基坑降水引起周围地表沉降的三维模型的建立
  •     5.2.1 本构模型和边界条件的设定
  •     5.2.2 选定计算参数
  •     5.2.3 降水过程的实现
  •     5.2.4 三维模型的建立并进行初始地应力平衡
  •   5.3 基坑降水引起周围地表沉降的数值模拟
  •     5.3.1 单井降水数值模拟分析
  •     5.3.2 群井降水数值模拟分析
  •     5.3.3 群井效应表现
  •   5.4 基坑开挖及降水引起周围地表沉降流固耦合数值模拟分析
  •     5.4.1 各级降深下孔压计算结果分析
  •     5.4.2 各级降深下周边地表沉降量的计算结果分析
  •     5.4.3 各级挖深下周边地表沉降量的计算结果分析
  •   5.5 本章小结
  • 第6章 基坑开挖及降水引起周围地表沉降的曲线拟合
  •   6.1 地表沉降范围
  •   6.2 地表沉降曲线
  •   6.3 地表沉降量最大值
  •   6.4 地表三维沉降曲面的可视化
  •   6.5 开挖与降水引起的地表沉降量比较
  •   6.6 本章小结
  • 第7章 结论与展望
  •   7.1 结论
  •   7.2 进一步工作的建议
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士期间发表的论文及参加科研项目

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 张路

    导师: 周晓军

    关键词: 基坑内降水,基坑开挖,渗流力,地表沉降,数值模拟

    来源: 西南交通大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备,铁路运输

    单位: 西南交通大学

    分类号: U231.3;P642.26

    DOI: 10.27414/d.cnki.gxnju.2019.001164

    总页数: 95

    文件大小: 5270K

    下载量: 105

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