基于工程实例深基坑稳定性及支护技术研究

摘要

21世纪是地下空间开发的世纪，也是迎来岩土工程开发第四次高潮的世纪。岩土工程高潮的特征是改善城市环境，保护自然生态环境。为了达到这一目标，城市地下空间的开发是未来城市发展势不可挡的趋势。与此相关，将涌现出大量的与城市地下空间开发相关的岩土工程技术问题需要解决。大型深基坑工程是城市地下工程的重要组成部分，在深基坑工程的施工中，正确评价基坑的稳定性是最为引人关注的问题之一，在稳定性评价的问题中，围护结构的稳定性评价是其中最重要的组成部分。基坑围护结构的稳定性分为结构稳定性和正常使用稳定性，对应于基坑围护结构的承载力极限状态和正常使用极限状态。本文主要针对正常使用状态的稳定性问题。
　　本论文基于工程实例进行深基坑稳定性及支护技术研究，文中利用极限平衡法，并结合现行基坑规范及GEO-SLOPE软件研究分析了深基坑边坡稳定的机理，列举工程算例进一步说明极限平衡法的具体应用。同时，还将强度折减理论运用于有限元法中，利用ABAQUS有限元软件，通过具体的算例分析了土质类别、支护结构、坡顶超载和水平地震作用对边坡稳定性的影响，对影响深基坑稳定性的各种因素进行了尽可能全面地剖析。最后选择了三个工程实例，分别从一般基坑、深基坑和地铁基坑的角度，对极限平衡法和有限元法在工程实际中的可行性和实用性予以进一步的论述，利用上述理论和相关的计算软件进行稳定性计算，以尝试寻找大连地区深基坑稳定性和支护技术的一些共性问题，从而进一步提高指导实践的水平，达到基坑支护方案技术可靠、施工可行、经济节约、安全保障的综合性目标，为本地区相关工程提供一定的参考。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 失稳模式

1.2.2 深基坑稳定性评价

1.2.3 基坑支护的发展

1.2.4 支护结构类型及特点

1.2.5 支护结构选取原则

1.2.6 存在的主要问题

2 极限平衡方法

2.1 极限平衡方法介绍

2.1.1 静力平衡方程普遍形式

2.1.2 Bishop法

2.1.3 Morgenstern-price法

2.1.4 Janbu法

2.2极限平衡法算例

2.2.1极限平衡法算例一

2.2.2极限平衡法算例二

3 边坡稳定数值模拟方法

3.1有限单元法基本原理

3.2有限元法计算软件ABAQUS简介

3.3边坡稳定性有限元模型建立

3.2.1强度折减法基本原理

3.2.2应变硬化规律

3.2.3加载卸载准则

3.2.4方程计算解法

3.4强度折减技术在ABAQUS中的实现

3.5有限元算例与应用

3.5.1算例1：边坡几何构型（坡角）对边坡稳定性的影响

3.5.2算例2：土质类别对边坡稳定性的影响

3.5.3算例3：支护结构对基坑稳定性的影响

3.5.4算例4：坡顶超载对边坡稳定性的影响

3.5.5算例5：水平地震作用对边坡稳定性的影响

4 工程实例分析

4.1 一般基坑开挖与支护工程实例分析

4.1.1 工程地质概况

4.1.2 基坑稳定性分析

4.1.3支护结构选取

4.1.4支护结构施工

4.2深基坑开挖与支护工程实例分析

4.2.1 工程地质概况

4.2.2基坑稳定性分析

4.2.3支护结构施工

4.3地铁基坑开挖与支护工程实例分析

4.3.1 场地概述

4.3.2 场地条件及评价

4.3.3 基坑稳定性分析

4.3.4 开挖过程模拟

4.3.5支护结构施工

5 结论

参考文献

致谢