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合肥某地下广场深基坑工程的数值模拟及参数反分析

作　者: 胡娜
导　师: 谭晓慧
学　校: 合肥工业大学
专　业: 地质工程
关键词: 深基坑监测数值模拟反分析变形
分类号: TU753
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着我国城市建设高峰的到来，也随之增加了地下空间的开发强度，同时也发展了多层地下室，相对应的基坑开挖深度也越来越深。基坑的开挖和支护技术问题就越来越重要，如应力分析、土体强度以及变形问题等，同时需要处理的还包括考虑周边建筑物的安全性及其影响。因此，深基坑的变形和其稳定性问题也变的更加突出。本文以合肥市胜利广场地下商业广场的深基坑工程为背景，结合现场监测、数值模拟及理论分析，研究了基坑土体以及围护体系的变化规律，并进一步在Flac正分析的基础上进行了模型参数的反分析。通过现场监测数据，分析了深基坑的深层水平位移、支护顶部水平位移、基坑立柱顶部位移、坑外地表沉降、周边高层建筑物沉降观测和锚索测力观测的变化规律；采用Flac软件对该基坑工程的剖面4-4进行了数值模拟，分析了数值模拟结果，包括基坑开挖期间的深层水平位移，坑底和附近地面的竖直位移，以及结构单元的数值模拟结果，并将数值模拟的深层水平位移结果与现场检测数据进行了对比，结果表明模型建立思路是正确的；将基坑开挖范围内主要的三层土的粘聚力和内摩擦角这6个参数通过均匀设计法得到的多组参数代入到Flac模型中，通过Flac正分析得到模拟数据，将这些数据作为RBF神经网络的输入值，输出得到多组土层参数值，并通过最优参数的求解方法得到土层的最优参数，最后通过实测数据来进行反分析。主要结论有：（1）在基坑开挖过程中，深层水平位移是逐渐增大的，并且位移随深度的变化曲线为弓形变化，最大的位移变形接近于基坑中部。基坑立柱水平位移和锚索测力变化不大。（2）采用Flac软件对基坑剖面4-4进行了数值模拟，将模拟计算的工况分为4种，再现了基坑开挖支护过程。基坑的深层水平位移的模拟曲线与实测曲线的变化趋势比较一致，仅有小部分数值有些不同，这说明模型及选取的参数是合理的，通过数值模拟和合理的土层参数可以反映出基坑变形的一般规律。（3）本文均匀设计法按三种方式进行取样，即：以均值点为中心点，以均值点加减一倍均方差为范围进行取样。参数的变异系数分别设为0.12、0.25及0.37。3种条件下，经过参数反分析求得的土层最优参数基本一致，表明了参数反分析的正确性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
致谢  8-11
插图清单  11-13
表格清单  13-14
第一章绪论  14-20
  1.1 研究背景  14
  1.2 研究意义  14
  1.3 深基坑支护的研究现状  14-16
  1.4 深基坑支护数值模拟的研究现状  16-18
  1.5 参数反分析的研究现状  18-19
  1.6 本文研究内容及创新之处  19-20
第二章工程概况  20-26
  2.1 工程地质概况  21-22
    2.2.1 地形地貌  21
    2.2.2 地层分布及其特征  21-22
  2.2 工程水文地质概况  22-23
  2.3 深基坑支护形式  23-25
    2.3.1 深基坑支护形式的确定  23-24
    2.3.2 深基坑支护设计  24-25
  2.4 小结  25-26
第三章基坑监测内容及结果分析  26-45
  3.1 基坑监测的目的、原则及依据  26-27
    3.1.1 监测目的  26-27
    3.1.2 监测原则  27
    3.1.3 监测依据  27
  3.2 监测项目  27-32
    3.2.1 水平位移监测  28-30
    3.2.2 垂直位移监测  30-31
    3.2.3 围护体系内力监测  31-32
  3.3 基坑水平位移监测数据分析  32-37
    3.3.1 深层水平位移  32-35
    3.3.2 基坑支护水平位移  35-37
  3.4 竖直位移监测数据分析  37-42
    3.4.1 基坑立柱顶部位移  37
    3.4.2 坑外地表沉降  37-39
    3.4.3 周边高层建筑物沉降  39-42
  3.5 围护体系内力监测  42-43
    3.5.1 锚索测力  42-43
  3.6 小结  43-45
第四章基坑变形的数值模拟  45-59
  4.1 Flac 软件简介  45
  4.2 计算模型的建立  45-49
  4.3 数值模拟结果分析  49-57
    4.3.1 基坑的位移分析  49-52
    4.3.2 深层水平位移  52-53
    4.3.3 坑底和附近地面的竖直位移  53-54
    4.3.4 桩锚结构单元  54-57
  4.4 小结  57-59
第五章模型参数反分析  59-65
  5.1 均匀试验设计  59-60
  5.2 RBF 神经网络  60-61
  5.3 最优参数的求解  61-62
  5.4 参数反分析  62-63
  5.5 小结  63-65
第六章结论及展望  65-67
  6.1 结论  65
  6.2 展望  65-67
参考文献  67-72
攻读硕士学位期间发表的论文  72-73

合肥某地下广场深基坑工程的数值模拟及参数反分析

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