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地铁窄长深基坑的变形规律及稳定性分析

杜涛  
【摘要】:随着我国国民经济的高速发展,城市空间日趋紧张,三维城市空间已经开始作为一种重要的自然资源加以开发。可以说,地下空间开发和利用是21世纪城市建设的方向。20世纪80年代以来,我国城市地铁建设发展迅速,与此同时,地铁深基坑工程也快速发展起来。 深基坑工程是一门复杂的、与多方面因素相关的边缘学科,是一项系统工程,虽然国内外专家、学者已对深基坑工程进行了大量的试验研究,取得了一些成功的经验,但理论上还不够成熟。深基坑事故主要涉及两方面的问题:一是深基坑支护体系本身失稳;二是深基坑开挖引起周围环境条件的显著变化,使周围建筑设施产生开裂,甚至破坏,这两方面在深基坑工程事故中常常是相互联系的。本文采用理论分析、数值模拟、工程实例等相结合的手段,研究地铁车站窄长深基坑开挖对基坑变形及稳定性的影响。本文的主要内容如下: (1)总结了基坑工程稳定性及变形理论的研究现状,介绍了基坑支护结构内力分析方法以及支护结构与外围土层的变形关系,并对基坑安全影响最大的整体稳定性和隆起稳定性的计算方法进行了阐述。 (2)介绍了基坑的变形理论,分析了基坑隆起变形产生的原因,并对基底回弹隆起量计算方法进行了总结;推导了基底隆起影响范围的计算公式; (3)通过介绍基坑工程中的有限元原理和土体弹塑性模型,利用MIDAS/GTS软件建立有限元模型的方法,分析了基底隆起影响范围的影响因素; (4)运用有限元法模拟基坑开挖过程,分析了各种因素对基坑稳定及变形的影响。结合行政中心车站深基坑实例,对数值模拟结果进行了分析,给出了控制基坑变形的主要措施。


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