土岩复合地层深基坑开挖周边沉降规律研究

作     者：宋宸 

作者单位：青岛理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张拥军

授予年度：2021年

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主      题：超深基坑开挖 土岩复合地层 沉降监测 有限元模拟 风险评价 

摘      要：随着科学技术的不断发展,城市建设发展方向逐渐由高空转向地下,在繁忙拥挤的城区内地铁基坑工程施工随处可见。青岛地铁鞍山路站基坑开挖深度超过40米,为青岛地铁迄今为止最深基坑。鞍山路站基坑具有青岛特有“上软下硬,土岩复合地层特点,且开挖方式以爆破开挖为主,这无疑对周边建筑物、构筑物、地下管线以及地表沉降的控制提出了更高的要求。因此,研究青岛地铁基坑开挖对周边沉降影响具有重要价值。本文首先对现有基坑开挖支护变形及周边沉降理论进行整理归纳;其次以青岛地铁鞍山路站基坑项目为研究对象。基于对现场长期连续监测得到的大量数据,对基坑开挖卸荷响应进行分析。利用数值模拟的手段研究地层性质对基坑开挖过程周边沉降的影响;最后,建立基坑开挖周边安全风险评价体系,对鞍山路站基坑开挖周边安全进行评价。本文主要研究内容如下:（1）对现有经典土压力理论、基坑开挖过程变形现象机理及基坑开挖周边沉降理论进行总结归纳,为基坑开挖自身稳定性及周边沉降规律研究提供理论依据。（2）对现场工程概况进行分析,确定监测方案。通过对三个典型支护单元地表沉降、建筑物沉降、桥墩沉降及围护桩顶竖向位移实测数据进行分析,得到基坑开挖对周边沉降影响规律。（3）利用MIDAS-GTS数值模拟软件建立三维有限元模型,研究不同地层属性对基坑开挖周边沉降及支护结构变形的影响。（4）在通过开展大量现场工作基础上,建立基坑开挖周边安全评价体系。以国家规范为指导将基坑开挖周边安全情况分为Ⅰ级安全、Ⅱ级跟踪关注、Ⅲ级预警、Ⅳ级报警四个安全等级,并基于现场实测数据通过AHP-模糊综合评价法对评价体系进行定量安全评价。