基坑支护控制及安全预警系统研究

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1、摘要随着我国国民经济的飞速发展，城市建设的日新月异，高层、超高层建筑的拔地而起，地铁、地下隧道、地下商场等各类地下工程的大量涌现，地下室层数与基坑开挖深度都在不断增加，这与软土工程地质条件之间的矛盾同益突出；同时客观条件决定了越来越多的深基坑工程必须在原有密集建筑物的包围之下进行施工，因此保证深基坑在施工阶段的安全、稳定性将对整个工程的安全、经济施工以及对周围建筑的安全起到极为关键的作用。本课题研究的是一种新型的基坑开挖支护系统及其监控，是一种不同于往常的信息化施工技术。它能够根据支护系统的实时采集数据自动判断支护系统的变化趋势，作出合理的

2、控制解决方案，从而对未来短期内基坑支护结构的状态进行控制、预警，使得支护系统正常工作，充分发挥监测对施工的预警、指导作用，保证基坑的整体稳定性，防止基坑施工事故的发生。本文主要研究工作如下：1．采用岩土力学Plaxis有限元软件模拟深基坑的开挖施工过程。利用深基坑分步开挖工况下桩与土体的受力和变形规律，得出支护结构的预加轴力，为支护结构的设计与控制提供理论依据；2．设计一套可控式机械液压基坑支护系统。液压系统集油源、液压阀和液压缸于一体，结构紧凑，适应性强；3．利用可编程控制器(PLC)与计算机(PC)相结合的工业控制方式，在VisualB

3、asic编程环境中利用MicrosoftAccess2000数据库编制基坑开挖施工过程中集数据采集、数据保存及报警等于一体的基坑支护监控系统，实现了基坑开挖过程的实时监测、管理与控制功能。4．利用神经网络技术，结合MATLAB神经网络工具箱对基坑工程支护系统进行状态预测，以便对未来短期内基坑支护结构进行控制、预警。关键词：深基坑，有限元建模，液压支撑，监控系统，神经网络ABSTRACTAsadevelopmentofthenationaleconomyandcitymodernization，thereappearsan啪beroftall

4、eveilsuper-tallbuildingsandundergroundprojects，whichleadstoanincr．easeonmeundergroundengineeringdepth．Presently,thecontradictionbetweenmeincreasingundergroundexcavatingdepthandthesoftgeologicalstatearebecomingmoreandmoreserious．What’smore，therearegoingtobemoreandm1Drede印．u

5、ndergroundprojectscomeupwhicharesurroundedbydencebuildinggroups·Thusitplaysanimportantroleinprotectingthewholeproject，economicalJYengineeringandsafeguardthearoundbuildinggrouptomakesurethesafetyandstabilityofthedeep·-undergroundexcavationprocess·Tlleundergroundexcavationsu

6、pportingstructurecontrolandsafewarningsyst吼，throughwhichthecollecteddatasCallbecleanedupandfeedbackedintime，swiftlygivebirthtothestatechangerulewhichmakessurethecontrolandsafew踟1ulgotthedeep-undergroundsupportingstructuresinnearfuture，suppliesasetofon。11nea11drealtimesurpe

7、rvisingsystemf．0rtheundergroundexcavationprocess·Followarethemainresearchcontents：1．Calculatemenecessaryoutsideaxisforcethatcomesfromsupportings仰ctuI．ebysimulatingthedeep-undergroundexcavatingandsupportingprocess1lSingPl蕊sfiniteuniteprogramme，whichsuppliesatheoryreferencef

8、orthesupportingstructuredesign．2．Designasetofcontrollablemechanicalhydraulicundergroundsu