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深基坑开挖对近邻地下管线位移影响的数值模拟分析

刘忠昌  
【摘要】:在人口密集的大城市,深基坑开挖引起的地表沉降和地层移动对于周围的地下管线带来了不利影响。应用现有基坑工程的设计理论(强度控制设计)和常规施工技术已经难以满足保护基坑周围环境的要求。虽然近年来许多学者和工程技术人员已经在深基坑工程设计的变形控制方面作了很多研究,但在寻找基坑开挖过程中有关基坑支护结构变形、周围地层位移和近邻市政管线变形三者之间关系的规律方面仍然存在很多要解决的问题。 本文使用国际通用岩土数值分析软件FLAC3D,使用其内置计算语言Fish编程,针对典型北京地区土质,将基坑、支护结构及周边市政管线放在一个系统中,对墙锚式支护结构的深基坑开挖各种因素下对地下管线的影响进行了数值模拟,同时针对地下管线的变形特点给出了两种加固方案并进行了数值模拟分析。 所模拟的影响因素包括:分步开挖的影响、距离基坑远近的影响、管线埋深的影响、锚杆位置的影响、地下连续墙入土深度的影响、基坑尺寸的影响、堆载的影响。两种加固方案包括:基坑内土体加固和基坑边土体加固。对加固方案也用FISH语言编程进行了模拟。得到了基坑开挖过程中在如前所述因素影响下邻近市政管线变形发展变化的规律,得到了两种加固方法对减小地下管线变形影响的规律,得到了一些对深基坑工程设计和施工有工程实际意义的结论。由于现阶段有关深基坑开挖过程中近邻地下管线的变形的研究较少,本课题的研究成果还将对今后相关的数值模拟分析及其它研究具有参考价值。


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