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非对称超载作用下基坑变形研究

张小涛  
【摘要】:随着城市建设的迅速发展,地铁车站开挖基坑的周围环境往往都较为复杂,研究在复杂的周围环境作用下基坑开挖的变形机理具有重要意义。非对称基坑开挖不仅具有一般基坑开挖的特性,并具有一般基坑开挖所没有的特点,本文以合肥南站6号风井为依托,研究基坑两侧环境不同时,基坑所产生变化的一般性规律,主要作了如下工作:(1)通过弹性地基梁的挠曲微分方程,考虑开挖基坑的围护结构与支撑系统之间的相互作用和变形协调,然后应用有限差分方法,可求得围护结构内任一点处的内力和变形,以此来建立考虑基坑两侧不同环境相互影响的计算模型。(2)本文以合肥高铁南站6号风井为研究对象,分析了在非对称荷载作用下车站深基坑开挖对围护结构的桩身水平位移、支撑系统的轴力变化以及周围环境所产生的影响。实测数据表明不对称荷载作用下会对围护结构变形产生较大影响,紧邻超载侧围护结构变形要大于远离超载侧变形,远离侧围护结构会有一定的反向位移。基坑开挖对本层的支撑系统的轴力有很大的影响,对上一层支撑轴力影响减小,而上上层支撑轴力的变化已经很小了。(3)引入有限差分软件FLAC3D,建立6号风井数值模拟计算模型,数值模拟分析不对称基坑开挖桩体侧向变形和周围地表沉降,并将数值模拟结果与实测数据进行对比分析,结果表明,数值模拟结果与实测数据两者较为一致,数值模拟可以反映不对称基坑开挖变形情况。(4)以6号风井计算模型为依据,用FLAC3D软件分别模拟分析了当基坑两侧荷载大小和基坑两侧荷载距离改变时,基坑围护结构的变形情况,通过数值模拟对比分析,得出基坑一侧的荷载变化会对两侧桩体变形产生较大影响,当改变一侧荷载与基坑的距离时,基坑围护结构的桩体也会发生较大变化。基坑在不对称荷载作用下会发生一定的整体定向位移。


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