浅论复杂条件下深基坑嵌岩支护开挖施工过程数值模拟与分析

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1、同济大学博士学位论文复杂条件下深基坑嵌岩支护开挖施工过程数值模拟与分析姓名：吕凤梧申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：刘建航2002.5.1摘要／{复杂工程地质条件下超大深基坑嵌岩支护开挖施工过程的数值模拟计算方法fl开’t跫结合润扬长江公路大桥南汊悬索桥北锚碇基础近50米基坑的设计和施工技术研究而提出的，该课题是一个既具有理论内涵又具有实践意义的课题。作者在比较全面地把握了深基坑支护结构设计计算方法的研究历史与现状基础上，开展了这一课题的研究工作。／／本文首先根据土的有效应力理论，提出了考虑地下水渗流与土、支护结构变)侈耦合

2、的深基坑支护开挖过程确定性有限元计算模型和数值模拟方法，该模型将内支撑通过刚度凝聚处理为超级单元，并可以考虑挡墙一土之间的接触摩擦，能模拟施工开挖步序，文中通过与其他计算方法以及现场实测数据的比较验证了该模型和方法的正确性和可行性。运用深基坑支护开挖过程的确定性有限元数值模拟技术和方法，计算分析了润扬长江大桥北锚碇基坑嵌岩支护结构的受力变形特征，确定了嵌岩地下连续墙的肝度、嵌岩深度等设计取值标准，得到了若干对现场施工有指导意义的结论。论文提出了支护结构施工过程“动态强度可靠度”和“动态刚度可靠度”的概念，在确定性有限元数值模拟技术的

3、基础上，研究了支护结构基于Monte—Carlo法的随机有限元数值模拟技术和施工过程动态可靠度计算方法，并详细计算分析了涧扬长江大桥北锚碇基坑施工过程中嵌岩支护结构的可靠度变化，通过不同支撑方案的可靠度比较，提出了支撑优化施工方案。文章最后，对全文的工作迸行了总结，并提出了有待迸一步研究的问题。关键词：深毒塘支护弃荔，数值模耘，有限完：可靠i+ABSTRACTThestudyworkonnumericaIsimulationofdeepexcavationwithrocksocketedretainingundercomplexco

4、nditionsisbroughtforthwiththedesignandconstructionmethodresearchofthenorthanchorfoundationofRunyangSuspendedBridge．ItisofnotonlyAcademicsignificancebutpracticalengineeringvaluealso．Authordevelopsthetaskresearchdependingonrelativelycomprehensivegrasphistoryandactualityo

5、fdeepfoundationpitretainingstructureanalysisanddesign．Basedontheeffectivestresstheoryofsoil，aseepage—deformationcouplemodelandnumericalsimulationmethodisproposed．Thebracingsystemissimplifiedasasupperelementbyusingsub-structuretechnique．Interfacemodelisintroducedbetween

6、structureandsoil．Usingthismethod，theexcavationprocedurecanbesimulatedstepbystep．Withthecomparewithothermethodandapplicationtopracticalengineeringproject，itisindicatedthatthesuggestedmethodiscorrectandfeasible．Theloadinganddeformationcharacteristicsofthenorthanchorfound

7、ationpitrocksocketedretainingstructureofRunyangSuspendedBridgeisanalyzedbyusingFEM．Thedesigncriterionofthicknessandembeddeddepthofdiaphragmisdetermined．Theresultmayserveasapracticalguideforsitwork．Thispaperpresentstheconceptofdynamicstrengthreliabilityanddynamicrigidit

8、yreliabilityofretainingstructureduringconstructionalso．AmethodofdynamicreliabilityassessmentbasedonMonte—CarloSFEMiss