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深大岩质基坑卸荷变形响应特征及安全评价研究

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深大岩质基坑卸荷变形响应特征及安全评价研究

作者：南博文青岛理工大学

学位级别：硕士

城市地铁车站基坑工程的施工步骤繁杂,且往往与建(构)筑物相邻,需要通过综合分析多方面监测数据,来避免周边环境的非单一性带来的风险。在基坑施工过程中,不仅要关注其整体变化,更要重视周边区域的受影响范围。青岛地区属“上软下硬”... 详细信息

城市地铁车站基坑工程的施工步骤繁杂,且往往与建(构)筑物相邻,需要通过综合分析多方面监测数据,来避免周边环境的非单一性带来的风险。在基坑施工过程中,不仅要关注其整体变化,更要重视周边区域的受影响范围。青岛地区属“上软下硬”的岩质复合型地层,基坑施工进程中变形特征难以探寻,使得施工难度加大。因此,对该类岩质地层基坑施工中的变形规律进行分析,并建立与之相适应的安全评价体系,是基坑工程防灾减灾的重要研究课题。本文以青岛鞍山路地铁车站基坑为研究对象,该基坑局部最大开挖深度超过40m,施工环境复杂。本文针对鞍山路站基坑项目施工的复杂性,对基坑开挖变形机理进行概述,整理并分析基坑长期监测数据,利用MIDAS GTS NX数值模拟软件,研究岩质基坑变形特征,以及不同因素对基坑变形的影响。在此基础上,综合应用现场监测数据,基于熵权法构建岩质基坑施工过程中的安全综合评价体系。本文主要研究内容及结论如下:(1)通过对基坑典型单元监测数据的整理和分析,可以得出:围护结构水平位移在基坑开挖前期呈“悬臂式”分布,开挖结束时,位移曲线分布为“组合型”,最大值位于0.5倍的基坑开挖深度处;开挖6m范围内周边地表沉降呈“三角形”分布,基坑向下开挖,曲线分布特征趋于“凹槽形”,开挖结束时,最大地表沉降处距离基坑开挖面大约0.5倍开挖深度,开挖主要影响区域距开挖面0～30m。(2)运用MIDAS GTS NX近似模拟基坑开挖过程,分析基坑卸荷过程中的位移变形特征。将基坑施工进程中的围护结构水平位移和周边地表竖向位移进行曲线拟合,得出两者呈线性关系。依据现场监测数据及模拟结果对基坑传统地面沉降经验公式进行修正,使之更好地应用于岩质基坑地表沉降变形估算,依据估算公式以及模拟结果划分出三个岩质基坑变形影响区域。(3)分别探讨了围护结构不同嵌入深度、不同锚索预应力锁定值、不同围护桩刚度和不同开挖步施工速度对基坑变形的影响,通过围护结构的变形和周边地表的竖向变化直观反映各因素的影响效果。分析发现四种影响因素均对基坑上部围护结构变形产生较大影响,对深度20m以下的底部结构变形影响较小。其中,锚索预应力锁定值和施工步开挖深度对基坑变形的影响较为显著。(4)基于现场监测数据,建立基坑施工安全评级体系,划分了基坑本体及周边环境变化风险等级,综合多种基坑施工安全评价因素,建立基于熵权法的岩质基坑安全评价体系,并借助现场监测数据对基坑风险等级进行定量评估。

关键词：岩质基坑变形规律开挖影响分区安全评价

基于FLAC3D的顺层风化岩质基坑稳定性分析

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中国高新科技 2023年第4期 145-147页

作者：谭牧凡吴易凡中国联合工程有限公司浙江杭州310052

为了对顺层风化岩质基坑外侧岩土体的破坏规律及控制措施进行研究,以丽水市某深基坑工程为背景,对不同工况下基坑开挖施工过程进行FLAC3D模拟。模拟计算结果表明,基坑不设补强支护时,第二级土方开挖将导致基坑坡面与顺层结构面交界位置... 详细信息

为了对顺层风化岩质基坑外侧岩土体的破坏规律及控制措施进行研究,以丽水市某深基坑工程为背景,对不同工况下基坑开挖施工过程进行FLAC3D模拟。模拟计算结果表明,基坑不设补强支护时,第二级土方开挖将导致基坑坡面与顺层结构面交界位置处于临界失稳状态,若遇持续降雨、动载等,基坑易发生失稳破坏。对比基坑补强前后的岩土体变形规律,提出大于3.5m开挖深度且含顺层节理的风化围岩区段须增设锚杆补强。现场监测结果表明,支护方案能够对顺层风化岩质基坑的变形破坏进行有效控制,对于类似岩质基坑、边坡工程的支护方案具有借鉴意义。

关键词：顺层节理岩质基坑支护方案变形规律数值模拟

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岩质基坑底板变形案例分析

地下空间与工程学报 2010年第A1期6卷 1423-1424,1464页

作者：高永平方玉树重庆607勘察实业总公司重庆400056 解放军后勤工程学院重庆400056

随着城市建设的发展,由于地下室、地下车库岩质基坑的抗浮设计不当造成地下室底板破裂、凸起事故日益增多,也愈来愈引起岩土工程界的关注。本文通过对重庆师范大学体育馆地下室底板破裂、凸起事故处理的案例进行分析,指出了这类事故发... 详细信息

随着城市建设的发展,由于地下室、地下车库岩质基坑的抗浮设计不当造成地下室底板破裂、凸起事故日益增多,也愈来愈引起岩土工程界的关注。本文通过对重庆师范大学体育馆地下室底板破裂、凸起事故处理的案例进行分析,指出了这类事故发生的原因,并提出了防治对策,供今后类似岩质基坑抗浮设计参考。

关键词：岩质基坑暂时性稳定性抗浮设计案例分析事故处理防治对策

丽香铁路金沙江峡谷段钢桁悬索特大桥主塔岩质深基坑开挖变形特征研究

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丽香铁路金沙江峡谷段钢桁悬索特大桥主塔岩质深基坑开挖变形特征...

作者：高飞西南交通大学

学位级别：硕士

近年来,随着建设规模的扩大,深基础工程的应用范围也越来越广,不仅包含城市中高层或者超高层建筑、地铁,还有山区大桥及特大桥等。其中对于大桥建设中深基础基坑开挖稳定性的研究十分重要,尤其是在岩石边坡上开挖的超深基坑直接关系到... 详细信息

近年来,随着建设规模的扩大,深基础工程的应用范围也越来越广,不仅包含城市中高层或者超高层建筑、地铁,还有山区大桥及特大桥等。其中对于大桥建设中深基础基坑开挖稳定性的研究十分重要,尤其是在岩石边坡上开挖的超深基坑直接关系到整座桥梁的安全性。所以,如何分析类似的纯岩质超深基坑,找出其开挖支护过程中的变形规律成为目前的重要任务。本文以丽香铁路金沙江特大桥主塔岩质深基坑为研究对象,对该基坑在开挖及支护全过程中的变形特性进行研究,主要的研究成果如下:(1)给出了金沙江特大桥主塔深基坑的支护体系方案以及现场施工监测方案,并完成现场监测工作。监测结果表明:岩质基坑深部岩体的变形曲线为“前倾形”,最大位移发生在基坑顶部;地表沉降曲线呈现“凹槽形”,最大沉降发生在距离基坑2m处左右,而非基坑边缘,距离基坑越远沉降值越小;锚索桩、钢支撑等支护结构对深基坑的变形有着明显的限制作用;深基坑的变形大小与基坑所处地层岩性有很大关系,相对于同等规模的土质基坑岩质基坑的变形相对较小;基坑变形实测值远小于警戒值,说明围护结构的设计合理。(2)利用有限差分软件FLAC对深基坑施工全过程进行了数值模拟计算,得到了该深基坑在各种工况下的变形规律、围护结构受力情况。预应力锚索主要受拉力,钢支撑主要受压力;模拟得到的基坑变形曲线与实测曲线变化趋势基本一致,实测值较模拟值偏大。(3)由模拟计算的结果可以看出深基坑开挖具有明显的空间效应:基坑中部侧壁的位移最大,越靠近基坑角点,基坑侧壁的水平位移越小;钢支撑的轴力大小与位置有关,越靠近斜坡上方所受轴力越大。研究结果表明,三维数值模拟计算是分析深基坑空间效应的有效手段。本文在之前诸多学者研究的基础上,分析总结了岩质深基坑的变形规律,为今后类似岩质基坑的设计与施工提供了宝贵经验,并且对完善整个深基坑理论有着相当重要的意义。

关键词：丽香铁路岩质基坑现场监测变形规律 FLAC3D

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含洞室岩质深基坑开挖稳定性研究

含洞室岩质深基坑开挖稳定性研究

作者：李念重庆大学

学位级别：硕士

随着我国城镇化水平越来越高,城市用地显得越来越紧张。开发利用地下空间,是减少地面占用,改进城市生态的有效途径。在重庆,地面高楼林立,地下地铁隧道纵横交错,并且由于其特殊的历史和地理原因,在重庆存在着大量的已知的和未知的人防洞... 详细信息

随着我国城镇化水平越来越高,城市用地显得越来越紧张。开发利用地下空间,是减少地面占用,改进城市生态的有效途径。在重庆,地面高楼林立,地下地铁隧道纵横交错,并且由于其特殊的历史和地理原因,在重庆存在着大量的已知的和未知的人防洞室,故在基坑开挖工程中常遇到地下洞室。在今后城市建设中,深基坑项目会越来越多,将面临的工况也会日渐复杂。因此,有必要对含洞室岩质深基坑开挖稳定性进行研究。本文依托重庆市渝中区某岩质深基坑开挖工程,基坑周边最大边坡高度为43.6m,且周边场地环境复杂,环境保护要求高,近邻地下隧道并在基坑开挖过程中遇到废弃人防洞。论文通过数值模拟结合监测数据,对含洞室岩质深基坑开挖稳定性进行研究,取得如下成果:（1）针对重庆山地地质条件,对岩质含洞室深基坑进行了分类;对各类条件下的含洞室岩质深基坑失稳模式进行了归类,并总结了各失稳模式下的力学机理;（2）采用有限元软件ABAQUS建立了含洞室岩质深基坑开挖的三维有限元模型,模拟了支护结构和洞口周边岩土体在基坑分布开挖时的位移变化和应力分布情况,并与监测结果做了对比;（3）采用数值模拟的方式,对比分析了洞室埋深、洞口形心与基坑边缘距离、洞室轴线与基坑平面夹角在岩质深基坑开挖过程中对基坑位移和基坑岩土体应力分布的影响,并总结了其影响规律;（4）总结了洞室埋深、洞口形心与基坑边缘距离、洞室轴线与基坑平面夹角对岩质深基坑在极限状态下的失稳模式和稳定性系数的影响并提出了在相应工况下支护设计的要点。在本研究中,通过比较数值模拟结果和工程监测数据,数值模型能够对工程实况进行很好的模拟。说明本文研究成果对实际工程中的基坑支护设计和基坑安全监测以及信息化施工具有一定的意义。

关键词：岩质基坑洞室几何关系数值模拟稳定系数

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济南市区岩质基坑稳定性分析及支护技术研究

济南市区岩质基坑稳定性分析及支护技术研究

作者：宋享桦济南大学

学位级别：硕士

本论文以济南市区的地质环境条件为背景,采用“理论分析”和“数值模拟”相结合的思路,对济南市区岩质基坑的基坑类型、岩质基坑的特点、变形机制、破坏模式、稳定性理论评价以及支护技术方法等进行了比较系统的研究。(1)通过分析岩体... 详细信息

本论文以济南市区的地质环境条件为背景,采用“理论分析”和“数值模拟”相结合的思路,对济南市区岩质基坑的基坑类型、岩质基坑的特点、变形机制、破坏模式、稳定性理论评价以及支护技术方法等进行了比较系统的研究。(1)通过分析岩体的形成过程、岩体结构、岩体的赋存环境、岩体的结构面,对济南市区地下岩体的工程特性进行了分析。(2)根据岩质基坑开挖坡角角度的不同、基坑边壁倾向与岩层倾向角度的不同,划分了岩质基坑的不同类型。(3)通过对岩质基坑变形过程的力学分析,提出了五种岩体变形的基本组合形式和六种基坑破坏模式。(4)运用极限平衡法和相关的力学方法,对六种基坑破坏模式(平面滑动、圆弧滑动、楔体破坏、倾倒破坏、坑壁破坏、坑底隆起破坏)进行了稳定性分析,并推导了相应的稳定性系数计算公式。(5)详细分析了济南市区的地质构造、水文地质条件、地下岩石分布以及不良地质情况,并用FLAC3D数值模拟软件,模拟了岩质基坑的开挖过程,分析了基坑坑壁沿结构面的应力变化;同时,也对结构面影响参数与基坑临界稳定性之间的对应关系,进行了模拟分析。(6)对济南市区岩质基坑的支护技术,分析了支护设计时所需要考虑的因素,并提出了有效的支护措施,包括挂网喷护+防护锚杆、支护锚杆+防护锚杆的形式、上部放坡+下部锚杆(分为防护锚杆和支护锚杆)、上部锚杆+下部直立等。

关键词：岩质基坑破坏模式稳定性评价支护技术

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邻近隧道的岩质深基坑开挖影响研究

岩石力学与工程学报 2012年第A2期31卷 3520-3526页

作者：姜兆华张永兴蔡宇重庆大学土木工程学院重庆400030 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400030

目前基坑开挖对邻近隧道的影响研究主要集中于软土地层,在土岩组合地层当中研究较少。以重庆临江门开挖深度近30 m、邻近隧道的岩质深基坑工程为例,运用数值模拟方法与工程现场监测成果对基坑开挖所造成的影响进行分析研究。研究结果表... 详细信息

目前基坑开挖对邻近隧道的影响研究主要集中于软土地层,在土岩组合地层当中研究较少。以重庆临江门开挖深度近30 m、邻近隧道的岩质深基坑工程为例,运用数值模拟方法与工程现场监测成果对基坑开挖所造成的影响进行分析研究。研究结果表明:岩质基坑变形总体较小,支护桩加分阶预留岩墙作为围护体系比较有效,支护结构变形主要集中于土层部分;有邻近隧道时,拱圈所对应支护桩弯矩比无隧道时要大,直墙段所对应支护桩弯矩比无隧道时要小;由于受连续介质及隧道几何形态的影响,隧道会改变位移场传递的方向,并且竖直方向改变大于水平方向,隧道主要表现为横向变形。衬砌拱顶、左拱脚、左墙中的弯矩明显增加,隧道具有明显的偏压效应。

关键词：隧道工程邻近隧道岩质基坑数值模拟隧道监测变形监测

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邻近隧道的岩质深基坑变形监测分析

工业建筑 2012年第7期42卷 95-99,90页

作者：姜兆华张永兴蔡宇商克俭重庆大学土木工程学院重庆400030 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400030 武汉工业学院多孔介质力学研究所武汉430023

以重庆某开挖深度近30 m、周围存在邻近隧道的岩质深基坑工程为例,介绍了支护桩加锚索、支护桩加分阶预留岩墙两种围护体系及基坑监测方案,并结合数值模拟对主要监测成果进行分析。分析结果表明:支护桩加分阶预留岩墙作为邻近隧道岩质... 详细信息

以重庆某开挖深度近30 m、周围存在邻近隧道的岩质深基坑工程为例,介绍了支护桩加锚索、支护桩加分阶预留岩墙两种围护体系及基坑监测方案,并结合数值模拟对主要监测成果进行分析。分析结果表明:支护桩加分阶预留岩墙作为邻近隧道岩质基坑围护体系非常有效,桩身变形主要集中于土层部分,对坡顶部位进行加固,可有效提高边坡整体稳定性;邻近隧道会改变周围地表最大沉降点位置,其位置与隧道拱顶相对应;由于受连续介质及隧道几何形态的影响,围岩会改变位移场传递的方向,隧道主要表现为横向变形。

关键词：邻近隧道岩质基坑分阶支护桩锚支护变形监测

紧邻建(构)筑物岩质基坑开挖方法研究及工程应用

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广东土木与建筑 2020年第11期27卷 34-36页

作者：陈杰中水珠江规划勘测设计有限公司广州510610

对紧邻建(构)筑物的硬岩基坑开挖,采用常规爆破开挖方法易对已有建(构)筑物造成损害。针对这类基坑开挖过程中的问题,提出了靠近建(构)筑物先行施工隔震孔的方法,隔震孔紧靠基坑边线,深度同基坑底,可有效隔断爆破振动对已有建(构)筑物... 详细信息

对紧邻建(构)筑物的硬岩基坑开挖,采用常规爆破开挖方法易对已有建(构)筑物造成损害。针对这类基坑开挖过程中的问题,提出了靠近建(构)筑物先行施工隔震孔的方法,隔震孔紧靠基坑边线,深度同基坑底,可有效隔断爆破振动对已有建(构)筑物的影响。并将该方法应用于工程实例,监测数据表明,基坑开挖至坑底,紧邻坑顶边的承台水平位移为2 mm,沉降为6 mm,取得了良好的效果,可在同类工程中进行推广应用。

关键词：岩质基坑爆破开挖隔震孔震动影响