有限元分析在地铁车站深基坑支护工程中的应用.pdf

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1、第13卷第8期中国水运Vol13No．82013住8月OhinaWaterTransportAugust2O13有限元分析在地铁车站深基坑支护工程中的应用袁坤，古建纯，文辉辉(1中交四航工程研究院有限公司，广东广州510230；2中交第四航务工程局有限公司，广东广州510231)摘要：为保证塔子山公园地铁车站深基坑支护工程开挖过程中的施工安全，文中基于Ansys有限元分析软件，对基坑开挖过程中支护桩的位移变化进行了动态模拟，并通过现场监控量测实测值对其进行了检验。结果表明：二者预测的桩身最大位移基本一致，在基坑

2、开挖过程中，应加强对x=9—10m处的监控量测工作和支护工作，以确保基坑工程施工安全。关键词：深基坑；有限元；动态模拟；监控量测中图分类号：TU47文献标识码：A文章编号：1006—7973(2013)08—0308—02一、引言(Q3al+p1)卵石土夹砂透镜体。下伏自垩系上统灌口组(K2g)随着科学技术的不断发展，人类改造大自然的空间随其泥岩。地表水系较发育，地下水主要为第四系孔隙水；下部的改造能力的逐渐增强也越来越大，各种不同形式的地下建筑基岩裂隙水由于埋深较大，对本工程基本无影响J。物在国内外均得到了广

3、泛的应用，从整个工程界的发展史来三、数值模拟看，21世纪将是大力开发和利用地下空间的时代。其中，地1．模型建立铁作为缓解各大城市交通拥堵的重要辅助工具，必将得到大假设土体为各向同性、均匀连续介质，模型方向应与基力推广与发展。坑轴线基本平行。基坑开挖对周边的影响范围主要取决于开鉴于岩土工程问题的复杂性和特殊性，在地铁车站施工挖面形状、开挖深度和地质条件等因素。由弹性力学I5】理论过程中，深基坑支护结构变形随开挖深度的变化规律研究是基础可知：当距离为3倍洞径时，径向及切向应力与原岩应岩土工程研究中的重要课题之一，大

4、量学者对其开展了科学力之差小于4％。根据地铁的开挖跨度和设计要求，结合空研究工作_1】。信息化施工的主要特点是信息的处理和利用，间效应的影响，采用三维弹塑性模型，通过Ansys软件进行然而由于岩土工程问题的特殊性和复杂性，使得地下工程信数值模拟计算。选取了149．5mX17．3mx15．5m的计算区息化施工非常复杂，但随着有限元理论和计算机技术的飞速域，土体、桩和锚杆分别使用Solid45、Beam4和Link8发展，基于有限元理论的数值模拟技术已成为地下工程信息单元进行模拟。支护结构的力学参数如表1所示。化施

5、工研究的一种有效方法_2】。表1支护结构力学参数本文以塔子山公园地铁车站深基坑支护工程为例，展示了有限元分析在地铁车站深基坑支护工程中的重要作用。二、工程概况塔子山公园地铁车站是成都地铁2号线一期工程的中间站，车站位于塔子山公园南侧，距塔子山公园约500m左右，根据工程地质勘查报告和工程经验，选取土体的力学参为地下二层岛式车站，其主体结构为单柱双跨箱型框架，横数，见表2。向净跨17．3m(不含内衬墙厚)，呈东西走向，全长149．5m，表2土体力学参数顶板标高约为494m，地板标高约为48lm。车站主体结构采用人

6、工挖孔桩加锚杆支撑体系，桩间档土采用挂网喷射混凝土进行支护_4】。站区位于我国新华夏系第三沉降带之川西褶带的西南缘的成都平原，界于龙门山隆褶带山前江油～灌县区域性断裂和龙泉山褶皱带之问，为一断陷盆地，由一系列北北东走向的不连续梳状背斜、向斜及北东向、南北向隐伏断裂组成。地形基本平坦、开阔，局部由于公园景观需要，有一定起伏。站区范围内上覆第四系全新统人工填土(Q4m1)和冲洪积层(Q4al+p1)粘性土、粉土、砂土，局部发育软土；其下为第四系全新统冲洪积层(Q4al+p1)和上更新统冲洪积层由于基坑开挖具有对称性

7、，选取其四分之一模型进行计收稿日期：2013—04—15作者简介：袁坤(1986一)，男，湖北随州人，硕士，中交四航工程研究院有限公司助理工程师，主要从事岩土工程方面研究。270中国水运第13卷大大推进了我国内地的经济交流和人员往来，对我国经济在气象对航道的影响，为了考虑航运的安全性，特别需要注意建设具有重要意义。在对外航道建设中主要在于对进入港口气候水文对航道变化的影响，在海上气候相当的不稳定，所的航道设计和规划，伴随着科学技术的运用和先进的管理经以更加要注意。还有对洋流等水文要全面了解，这样还可能验航道的设

8、计规划也更加科学化。航道建设特别是国际航道利用洋流提高航运能力。建设在我国还不是很完善，还有许多问题亟待改善和提高，(2)航道宽度的选择所以随着技术改进经验的积累，航道建设肯定会更加完善保航道宽度是指设计低水位或乘潮水位时航槽断面设计水障船舶的正常有序航行。深处两底边线之间的宽度。它的设计内容主要包括以下几点，(2)我国航道建设存在的问题第一，船舶问的宽度设计，在船与船航行平行时会发生