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超深大厚度地下连续墙槽壁垂直度与稳定性难于控制,施工对周边环境扰动较大,存在潜在安全隐患。如何保证超深地下连续墙成槽稳定与施工质量对于后期基坑开挖稳定与周边环境的保护具有重要的意义。本文以昆明轨道交通4号线火车北站基坑工程为研究背景,运用理论推导、数值模拟、室内试验与现场监测相结合的手段,对圆砾地层条件下超深大厚度地下连续墙槽壁稳定性、施工力学特性及关键技术开展了一系列研究,论文开展的工作与主要研究成果如下:
(1)建立槽壁整体失稳与局部失稳二维模型,推导了当槽壁介于临界破坏状态时的泥浆重度与安全系数计算公式,探讨了泥浆重度、地层力学参数、地面超载等因素对槽壁稳定性的影响。
(2)基于颗粒流离散元法,建立二维双轴压缩数值模型,研究细观参数对土体宏观力学表现影响,拟合宏—细观参数关系公式,得到了火车北站圆砾地层理想细观参数取值。
(3)建立二维颗粒地层与泥皮模型,探讨了泥浆重度、浆液高度对地层位移的控制作用,泥皮厚度、泥皮黏结强度对槽壁的保护效果,结合现场试验确定了聚合物泥浆参考配合比,通过现场实测分析了泥浆在现场试成槽阶段应用效果与成槽质量。
(4)基于离散—连续耦合原理,建立三维数值模拟,分析了圆砾地层超深地下连续墙施工力学行为,探讨了不同厚度与不同埋深圆砾地层局部失稳对周边土体变形特征的影响规律。
(1)建立槽壁整体失稳与局部失稳二维模型,推导了当槽壁介于临界破坏状态时的泥浆重度与安全系数计算公式,探讨了泥浆重度、地层力学参数、地面超载等因素对槽壁稳定性的影响。
(2)基于颗粒流离散元法,建立二维双轴压缩数值模型,研究细观参数对土体宏观力学表现影响,拟合宏—细观参数关系公式,得到了火车北站圆砾地层理想细观参数取值。
(3)建立二维颗粒地层与泥皮模型,探讨了泥浆重度、浆液高度对地层位移的控制作用,泥皮厚度、泥皮黏结强度对槽壁的保护效果,结合现场试验确定了聚合物泥浆参考配合比,通过现场实测分析了泥浆在现场试成槽阶段应用效果与成槽质量。
(4)基于离散—连续耦合原理,建立三维数值模拟,分析了圆砾地层超深地下连续墙施工力学行为,探讨了不同厚度与不同埋深圆砾地层局部失稳对周边土体变形特征的影响规律。