某基坑开挖对临近地铁隧道影响数值模拟分析,本论文为您写数值模拟毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。
数值模拟论文参考文献：
摘 要：随着地铁的不断扩展,其沿线将成为商业、住宅建筑等开发的黄金地带, 因而越来越多的工程位于已运行地铁隧道旁.本文针对某基坑开挖工程实例,依据设计开挖工况,采用有限元法对基坑开挖进行数值模拟分析,分析了在不同开挖工况下临近地铁隧道的土体沉降及围护结构水平位移,分析结果表明：采用该设计方案进行基坑开挖及支护将导致临近地铁隧道产生较小的附加变形.采用有限元法对基坑开挖和支护进行可行性预判,以避免基坑开挖中存在的安全隐患,对基坑设计和施工具有实际参考意义.
关键词：基坑开挖； 地铁隧道； 数值模拟； 地面沉降
前言
在寸土寸金的今天,大量兴建高层建筑和地下工程,因而带来了大规模的基坑工程,而基坑开挖对临近构筑物的影响已经逐渐成为土木工程界的热点问题之一[1][2].对于地铁车站这样对变形要求极其严格的地下结构物,临近基坑的工程建设更是面临着严峻的考验.基坑开挖过程是基坑开挖面上卸荷的过程,由于卸荷引起坑底土体产生向上为主的位移,同时也引起围护结构在两侧压力差的作用下而产生水平向位移和外侧土体位移,因此基坑开挖引起周围土层移动的主要原因是坑底土体隆起和围护结构位移[3][4].本文以某基坑工程为背景,采用岩土工程专业有限元软件Midas GTS三维有限元分析,考虑最不利的基坑开挖工况,进行基坑开挖过程的有限元数值模拟,以了解本工程基坑土方开挖对临近地铁隧道产生的附加变形,进而分析了在不同开挖工况下临近地铁隧道的沉降及水平位移,可为设计施工提供一定的参考,并采取有效措施保证在基坑开挖施工过程中的的安全性.对深基坑施工的顺利进行及保护临近建筑物具有一定的实际意义.
1.工程概况
1.1 概述及周边环境
拟建工程地下室外墙距离地铁隧道很近（约8.445m）.基地面积39293m2,建筑占地面积为25591m2,总建筑面积约为145559m2.地下两层,局部设置一层夹层,地上三层,整个项目呈三角形,拟采用桩基础.基坑挖深为12.0m.基坑面积约34616m2,周长约为890m,属于超大基坑.基坑平面示意图如图1：
1.2 工程地质及水文地质条件[5]
拟建场地属漫滩相地貌单元,地下水含量丰富,地下水位埋深约1.31～4.00m,场内存在三种类型的地下水：浅层潜水型、弱承压水型、基岩裂隙水.根据地层结构、沉积环境、野外勘探、现场原位测试,结合土工试验成果综合分析,从上到下依次为人工杂填土、素填土、淤泥粉质粘土、粉砂夹粉质粘土、中粗砂泥卵砾石、强风化粉砂质泥岩、中风化粉砂泥岩,具体地质情况及各土层参数如表1所示.
1.3 基坑支护结构形式
本工程采用整体顺作法设计方案,即基坑周边采用板式支护体系,坑内设置内支撑的总体方案.基坑IJKAB段周边围护体拟地下连续墙,BCDEFGHI段段采用钻孔灌注桩结合外侧三轴水泥土搅拌桩止水帷幕.本方案普遍区域两道水平支撑,拟采用对撑+角撑边桁架支撑体系布置.
1.4 地下水处理
IJKAB区段直接利用地连墙进行止水；由于整个场地内地下水较丰富,且基坑开挖面以下存在有透水性较好的粉砂层,因此BCDEFGHI段止水帷幕选用可靠性较高的φ850三轴深搅桩作为止水帷幕.为确保基坑降水对周边环境影响最小,应采用全封闭的止水帷幕.地连墙深度进入中风化粉砂质泥岩不小于1.0m,三轴深搅桩进入相对隔水层—粉质粘土层内不小于1.0m.
1.5 沉降产生的原因及针对地铁隧道的保护措施
（1）由于止水帷幕深度不够,坑底产生管涌；因此地连墙进入中风化粉砂质泥岩,止水帷幕桩长进入相对隔水层粉质粘土层,形成封闭止水体系,减少降水对地铁隧道的影响.
（2）由于桩端变形过大,桩底土产生塑性流动；因此支护桩桩径适当加大,桩长适当加长,增加土方开挖后支护结构的安全稳定.
1.6 设计施工工况
基坑开挖深度为12.0m,基坑底标高-12.5m,确定合理的开挖施工顺序,注意这种超大深基坑工程的时空效应,严格按照现行规范建议的“分层,分区,分块,分段,抽槽开挖,留土护壁,快挖快撑,先形成中间支撑,限时对称平衡形成端头支撑,减少无支撑暴露时间”的原则进行开挖.
工况一：开挖沟槽,施工深搅桩、钻孔灌注桩、地下连续墙、立柱桩、工程桩及降水井；
工况二：分区域分层开挖土方至第一层支撑底标高（-3.1M）,浇筑桩顶圈梁及第一层钢筋砼支撑结构；
工况三：分区域分层开挖土方至第二层支撑底标高（-8.9M）,浇筑钢筋砼围檩及第二层钢筋砼支撑结构；
工况四：开挖土方至底板垫层底标高,及时浇筑砼垫层,待垫层达到设计强度后开挖基坑内坑中坑（集水坑等）土方,并及时施工坑中坑内主体结构；
工况五：浇筑主体结构底板至支护桩边,待底板达到设计强度后拆除第二层钢筋砼支撑及围檩；
工况六：施工负一层楼板及换撑结构,待负一层楼板及换撑结构达到设计强度后拆除第一层钢筋砼支撑；
工况七：负一层侧墙及一层楼板施工,待侧墙达到设计强度后施工防水工程,及时进行基坑侧壁土方回填夯实.
2.基坑开挖对临近地铁隧道影响的有限元分析
2.1 计算模型
（1） 几何模型
采用Midas GTS岩土有限元软件进行三维分析,数值计算中充分考虑了基坑开挖的影响范围建立计算模型,其中模型长（x轴方向）480.0m,宽（y轴方向）417.1m,深度方向（z方向）为50m.模型考虑了基坑开挖对隧道的影响.详请见图2-4：
（2） 材料模型
土体采用实体单元进行模拟；地下连续墙、地铁站、隧道衬砌等均采用板单元模拟,并根据截面进行刚度换算.支撑结构梁单元进行模拟,并考虑其接触.其中,土体采用莫尔-库仑模型模拟；支撑结构以及板认为为弹性材料.
结论：关于数值模拟方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关数值模拟软件论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
基坑开挖对周围环境影响分析其可视化方法
【摘要】本文以基坑开挖所产生的变形及其对周围环境的影响分析方法为研究主题，结合三维可视化技术开发，探讨了基坑开挖过程对周围环境的影响问题。通过O。
地下变电站基坑开挖对周围环境影响分析
【摘要】通过对已建的全地下变电站设计计算理论数据与实测数据的对比分析，综合考虑周边施工环境因素，得出一般情况下全地下变电站基坑开挖过程对周围环境。
地铁深基坑开挖和支护施工技术
【摘要】随着社会的发展，城市交通压力越来越大，为了缓解这一现象，地铁工程建设越来越受到重视，对于地铁施工的要求不断提高。在实际应用中施工单位需要。
基坑开挖对下卧地铁区间隧道影响分析
【摘要】本文依托兰州地铁1号线五里铺站附属物业开发工程项目，采用有限元建模分析了基坑施工对其下卧地铁区间隧道变形及内力的影响，对设计的合理性进行。