【摘 要】
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随着我国城市建设步伐的加快,城市人口密度快速增长,地面可用空间日趋减少,交通、环境、服务等问题不断显现,城市地下空间应用愈加广泛。深基坑开挖作为城市地下空间工程开发的关键环节,安全问题时有发生,因此,对开挖过程安全稳定性进行合理分析及对支护体系进行优化研究有重要的工程实用价值。本文以合肥市大学城西广场深基坑工程项目为例,使用有限元软件Midas GTS/NX对基坑开挖支护过程进行数值模拟,分析深基
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随着我国城市建设步伐的加快,城市人口密度快速增长,地面可用空间日趋减少,交通、环境、服务等问题不断显现,城市地下空间应用愈加广泛。深基坑开挖作为城市地下空间工程开发的关键环节,安全问题时有发生,因此,对开挖过程安全稳定性进行合理分析及对支护体系进行优化研究有重要的工程实用价值。本文以合肥市大学城西广场深基坑工程项目为例,使用有限元软件Midas GTS/NX对基坑开挖支护过程进行数值模拟,分析深基坑开挖过程中支护体系的水平位移、内力变化、周边地表的沉降变化情况,并进行现场监测。对比分析数值模拟和工程实测结果,验证数值模拟结果的准确性和可靠性。针对深基坑现场存在的问题,采用锚索支护代替斜撑支护,并设计正交试验,通过数值模拟试验对深基坑支护体系进行优化分析,探究在不同锚索参数组合下,分析桩—锚索混合支护体系对深基坑的支护体系水平位移、周边地表的沉降量等变化,得到最优桩—锚索参数组合支护方案,并将优化的支护方案在现场进行了施工,进一步验证了该支护方案的切实可行性,也为类似工程提供参考依据。得出如下主要结论:（1）通过对本工程的基坑开挖过程进行现场监测,将监测数据进行处理分析,结果表明:随着开挖深度的增加,桩身水平位移先增大后减小,在桩深度为5.5m位置附近达到最大;桩顶水平位移在基坑边中部达到最大,阴角处较小;基坑周边地表沉降距离基坑由近到远沉降值先增大后减小,在距离基坑（6～10）m附近达到最大;斜撑轴力随着开挖工况的进行,轴力值增量逐渐减小,最后趋于稳定。（2）运用有限元软件Midas GTS/NX对基坑开挖各工况进行三维建模数值模拟,结果表明:桩身的水平位移随着开挖深度先增大后减小;桩顶水平位移在基坑边中部处达到最大;周边地表沉降值随着距离基坑边越远是先增大后减小,在距离基坑边10m附近沉降量达到最大;斜撑轴力随着开挖深度的增加,轴力增量先增大后减小。（3）将模拟结果与监测结果进行对比分析,结果表明:支护桩桩身水平位移、桩顶水平位移、周边地表沉降、斜撑轴力,变形趋势均相似,且均在20%允许误差范围之内,验证了该数值模拟结果是合理的。（4）通过设计5因子3水平正交试验,采用数值模拟进行分析,结果表明:锚索直径及其预应力对深基坑安全稳定性影响较为显著,最优参数组合方案为围护桩桩距1.9m,桩径0.9m,锚索预应力80k N,直径210mm,角度15°。并将最优方案结果与原支护方案的结果进行对比分析,得出优化支护体系能有效提高深基坑安全稳定性。图[63]表[17]参[62]
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