兰州地铁车站深基坑开挖及降水对周边管道影响的数值分析研究

【摘要】兰州地铁车站一号线东西横贯主城区,线路西起西固区石岗北侧的环行西路,东至东岗,途经石化厂区、陈官营、三滩地区、西客站、西关什字、东方红广场等,规划线路全长约34km,最深的地铁车站基坑达23.97m,最浅的也有14.06m。地铁车站都建在繁华闹市区,周围各种地下管道错综复杂,如若基坑开挖保护措施不当,必将引起地下管道的破裂,从而造成不可估量的经济损失。因此针对兰州地铁深基坑开挖对周边地下管道的影响的研究就显得尤为重要。本文依托《兰州地铁车站基坑支护结构选型及地下水处理措施》项目,结合兰州地铁车站深基坑工程,用有限元软件MIDAS/GTS对地铁车站深基坑的排桩加内撑支护结构进行了内力分析,以及运用有限元软件ADINA对车站深基坑开挖降水过程中地下管道的位移进行了分析。本文主要研究内容可分为以下几个方面：(1)利用有限元软件MIDAS/GTS建立以排桩加内支撑为支护结构的地铁车站基坑模型,分析桩身弯矩和位移、钢支撑的轴力以及周边土体的沉降,进而得出支护结构内力的变化规律。(2)借助有限元软件ADINA建立地铁车站基坑开挖的三维有限元分析模型。通过有限元法分别对3个不同位置的地下管道进行分析,并总结其变化规律,表明施工开挖步骤、管道埋深及距离基坑远近对地下管道位移有显著影响。(3)借助有限元软件ADINA建立基坑1/2的三维有限元模型,通过对深基坑开挖降水的分析,总结了基坑周边土体的孔隙水压力以及地下管道变形规律,表明深基坑开挖降水对周边地下管道的的变形有显著影响。(4)通过分析实际实际工程算例的监测数据,得出深基坑周边管道在基坑开挖降水过程中的变化规律。结合数值模拟对比分析两者的不同,并总结得出其原因。
【作者】魏嵩锜；
【导师】周勇；
【作者基本信息】兰州理工大学，结构工程，2014，硕士
【关键词】深基坑；支护结构；基坑降水；管道位移；基坑开挖；数值模拟；

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