浅谈软土地基深基坑工程邻近地下管线的性状研究

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1、浙江大学博士学位论文软土地基深基坑工程邻近地下管线的性状研究姓名：李大勇申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：龚晓南;张土乔2000.11.1摘要深基坑开挖工程对邻近地下管线的影响规律研究，是基坑环境工程中的重要课题，也是国家自然科学基金资助重点项目“受施工扰动影响的土体、环境稳定理论和控制方法”的主要研究内容之一。本文在前人研究的基础上，首次考虑了基坑围护结构、土体与地下管线变形的耦合作用，采用三维有限元法对该课题作了较为细致的研究。t一一彳主要内容如下：(1)建立了地下管线、土体以及基坑围护结构为～体的三维有限元模型。土

2、体采用八节点等参单元，围护结构采用Wilsonll／8非协调单元，地下管线采用板壳单元和梁单元，用无厚度摩擦单元模拟围护结构与土体的摩擦边界；土体按土质进行分层处理，且考虑分步开挖。所建模型能基本描述工程实际情况。(21运用所建模型对悬臂式围护结构基坑工程周围地下管线进行研究。以开挖5m的悬臂式基坑为例，分析了地下管线的管材、埋深、距离基坑远近、下卧层土质、管道弹性模量与周围土体弹性模量比￡VE等因素对地下管线的影响规律，为基坑开挖工程中，科学实施地下管线保护方法提供了可靠的理论依据。(3)运用所建模型对内撑式围护结构基坑工程周

3、围地下管线进行研究。得出了基坑分步开挖、地下管线埋深、距离基坑远近、支撑、以及人孔等因素对地下管线的影响规律。(4)应用Singhal柔性接口模型，考虑柔性接口中密封橡胶圈产生的拉拔力、弯矩及扭矩，研究了基坑工程中邻近柔性接口地下管线的受力与变形，得出了管道柔性接口的拉拔力Jp。以拉拔力P与接口的最大抗拔力P～进行比较，若P≤尸_。，则说明地下管线没有被拉出，是安全的；若P>P。。，则管线已被拉出，可认为管线已被破坏。(5)总结、归纳了地下管线的安全性判别方法及地下管线的工程监测和保护措施。(6)最后对杭州市金潮大厦基坑工程的地

4、下管线进行了三维有限元分析，表明计算结果基本与实测结果相吻合。1关键词：软土地基深基坑工程地下管线围护结构有限元法性状分析ABSTRACTBuriedpipelineresponsetonearbydeepexcavationinsoilisavitalproject，whichisimbursedbynationalsciencefundBasedontheformerstudy,thecoupledactionofretainingstructure，soilandpipelineisfirstlyconsideredint

5、hispaper．Thisprojectisexaminedindetailby3DfiniteelementThemaincontentoftNsthesisisasfollows：(1)3Dfiniteelementmodelwithpipeline，soilandretainingstructureisfoundedSoilisanalyzedbyusingblockelementWillson11／8non—conformingelementisemployedtOovercometheexcessivefirmness

6、oftheretainingstructureAndthepipeissimulatedbyplateandshellelementorbeamelement．InterfaceelementiSadoptedtOsimulatetheinteractionofsoil．retainingstructureThemodelinthispapercanaccordwiththeactualcase(2)Thepipelinenearbycantileverfoundationpitisstudiedbythefiniteeleme

7、ntmodelinthispaperSeveralfactorssuchaspipematerial，burieddepth,distancefromexcavation，theelasticmodulusofpipetothatofsoil，etcareanalyzed(3)ThepipelinenearbybracedfoundationpitisstudiedbythefiniteelementmodelinthisthesisAndthedisciplinesofpipelineaffectedbysteppedexca

8、vation,burieddepth,distancefromexcavation,supporting，andmanholeareobtained(4)BasedonSinghalmodelwhichdealswiththepulloutforce，thebe