浅谈地铁车站基坑开挖数值模拟

《浅谈地铁车站基坑开挖数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、华中科技大学硕士学位论文地铁车站基坑开挖数值模拟姓名：邹晓琴申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：郑俊杰20090527摘要地铁车站基坑开挖将对周围环境造成较大的影响，可能危及邻近建筑物和地下管线等的安全，且盾构进出洞时易发生涌水和塌方等事故。为了避免或减小车站基坑开挖和盾构进出洞带来的危害，需要对基坑开挖施工过程中围护体系和地表受力变形规律进行研究。本文主要对地铁车站标准段和端头井基坑开挖过程中围护结构的受力与变形性能展开研究，在此基础上进一步研究盾构隧道车站端头井进出洞口处应用GFRP筋代替钢筋后围护体系变形性状的变化。首先介绍盾构隧道端头井的基本设计理论，包括盾构

2、隧道端头井构造计算与地层加固设计，基于GFRP筋在盾构隧道端头井中的已有研究与应用情况，给出GFRP筋端头井设计建议。其次，详细介绍了ABAQUS有限元软件模拟基坑开挖的相关理论及典型问题的处理方法。对广佛线工程菊村至西朗车站标准段基坑开挖的施工全过程进行了数值模拟。通过降低围护墙混凝土强度等级，进一步比较分析了地铁车站基坑开挖引起的地表沉降、基底隆起、墙体变形和支撑轴力的变化规律，并讨论了基坑内被动区土体加固对围护墙及地表变形的影响。最后，采用ABAQUS有限元软件对端头井基坑开挖过程进行三维数值模拟，盾构进出洞口处采用GFRP筋混凝土围护结构，分析了端头井基坑开挖引起的

3、地表沉降、围护墙变形随施工过程的变化情况，并与钢筋混凝土围护结构端头井基坑开挖数值模拟结果相比较，得到两种不同情况下围护结构及地层变形规律。关键词：基坑开挖有限元数值模拟端头井GFRP筋变形IAbstractTheexcavationofthesubwaystationhasgreatinfluenceonthesurroundingenvironment,whichmayaffectthesafetyoftheadjacentconstructionsandtheundergroundpipelines.Moreoverwatergushingandcollapseacc

4、identsmayoccurwhenshieldtunnelingenteringorleavingthewell.Inordertoavoidormitigatetheseharmfuleffects,itisnecessarytostudythevariationlawsofthestressanddeformationofsupportingsystemandthegroundsurfaceduringtheexcavation.Thisthesismainlydealswiththestressanddeformationbehaviourofsupportings

5、ystemduringtheexcavationinthestandardsegmentofsubwaystation.Furthermore,thevariationlawofthedeformationofthesupportingsystemwithGFRPrebarintheregionwhereshieldmachineentersandleaves.Firstly,thedesigntheoriesoftheworkingwellofshieldtunnelareintroduced,includingthecalculationmethodandreinfor

6、cementmethodofthesoillayers.AndthenthedesignmethodofworkingwallreinforcedwithGFRPrebarisproposedbasedontheresearchesandapplicationsofGFRPrebarintheworkingwell.Secondly,thebasictheoriesandtypicalproblemsofthefiniteelementprogrammeABAQUSareintroducedindetail.Thewholeconstructionprocedureofth

7、eexcavationofthestandardsegmentbetweenJucunandXilangstationsinGuangfusubwayissimulatedwithABAQUS.Andthesettlementofthegroundsurface,theupliftatthebottom,thedeformationofthediaphragmwallandtheaxialforcesofthesupportsareanalyzedbydecreasingtheelasticmodulusofthe