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软土地区深基坑支护体系安全性状动态分析

史世雍  
【摘要】: 随着上海城市轨道交通网络的完善,地铁车站基坑正向“深、大、近、难”方向发展。为了确切掌握施工过程中基坑支护体系的受力规律和安全性状,本文以上海某地铁车站基坑为背景,通过对现场大量实测数据和施工资料的整理分析,紧扣基坑工程时空效应理念着重研究和探讨了软土地区深基坑支护结构的水土压力、立柱竖向位移引起支撑结构内力变化及地下连续墙内力变化等相关问题。主要内容包括以下几方面: 1、在大量工程事故的破坏原因统计分析基础上,对深基坑支护体系的破坏模式、破坏原因以及相应的处理措施进行了全面的分析,对深基坑支护体系的变形、内力等安全控制指标进行了全面比较、分析、统一和界定。 2、基于现有理论框架,结合实际施工工况和现场实测资料,对作用于支护结构的水土压力进行了系统分析,并对主动区土压力计算方法进行了探讨。 3、在分析基坑支撑结构破坏机理的基础上,对施工过程中支撑轴力随工况变化规律进行分析研究并对上海各地铁车站基坑的最大支撑轴力进行了统计,建立了立柱竖向位移引起支撑结构内力变化的计算公式,利用结构力学原理与极限弯矩理论对立柱竖向位移控制指标进行了重新修正和界定,并对支撑结构允许变形状态下的内力控制指标进行了核算。 4、针对曲线拟合法中的抗弯刚度EI为变量并难以合理确定的问题,对国内外规范中规定的钢筋混凝土抗弯刚度计算方法进行汇总分析。在我国规范短期刚度公式的基础上推导了地下连续墙的抗弯刚度简化公式;并对地下连续墙测斜曲线进行光顺样条拟合求取曲率值,对基坑支护结构测斜曲线反分析得出的结果与实测结果进行对比分析。 5、运用考虑时空效应的子结构有限元方法建立有限元模型,并对支护结构内力变形的各影响因素进行敏感性分析,主要包括不同的支撑预加轴力、地下连续墙厚度、深度、开挖宽度及立柱埋深等对地下连续墙弯矩与变形的影响。 6、结合工程实例的具体情况确立了深基坑支护体系的安全评价指标,运用模糊综合评判方法构建了支护体系的安全评价模型并根据实测结果对其安全等级进行划分并评价其安全状态。


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