基于折减法的坑外土体位移分析

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随着城市现代化建设的快速发展和城镇化步伐的加快,我国城镇地区特别是城市中心区域建设用地正在不断地减少,地下空间的开发利用已经越来越广泛,在建筑林立的市区开挖大型深基坑已经成为新时代的一种必然趋势。在繁华市中心地带开挖基坑不仅仅涉及到基坑自身稳定性问题,还有可能导致周边建筑物、道路、地下管线等重要设施的不均匀沉降以至开裂破坏,鉴于深基坑开挖对周边构筑物的影响,研究深基坑开挖产生的坑外土体位移具有重要意义。首先,本文对基坑工程的发展、坑后土体变形及国内外研究现状、明挖顺作法的优缺点和适用范围等进行了介绍。其次,在介绍土体本构关系的基础上,阐述了强度折减法的发展状况与不足,并对变形参数进行了推导和折减,以完善强度折减法,为本文研究立下理论基础。再次,以深圳广深港客运专线福田站为例,对其工程概况进行了简单介绍,包括车站的基本情况,工程地质和水文地质,基坑分段与围护方案,基坑降水和开挖等。然后,以坑外土体位移为研究对象,运用ABAQUS有限元软件建立明挖顺作段的平面模型,对开挖过程中墙后土体的竖向位移和水平位移、基于折减法的安全系数等相关内容进行了较深入的研究,并分析了土体弹性模量和泊松比、土体内摩擦角和粘聚力、地下连续墙刚度和嵌固深度、土体的加固范围、支撑刚度等因素对坑外土体位移的影响,以期实现基坑开挖与围护结构设计的优化。最后,福田站在基坑施工过程中,由第三方进行了全面、系统的监测,建立了五级预警体系。将有限元数值模拟结果和实测数据进行分析比较,总结模拟计算得出的坑外土体位移与工程实际之间的差异并分析原因。本文的研究具有一定的实用价值,可为今后同类工程建设和研究工作提供借鉴和参考。
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