佛山地铁大良站软土基坑土压力及支护结构受力变形研究

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基坑围护结构土压力的确定是基坑工程设计和施工的关键问题。因此,如何确定基坑围护结构土压力使之尽可能接近工程实际是基坑工程领域重点关注的问题。本文以佛山市地铁三号线大良站地铁基坑工程为依托,以现场监测数据为基础,通过相关理论分析和数值模拟等手段,对大良站软土基坑地连墙土压力及变形进行了研究分析,主要内容如下:(1)对基坑地下连续墙侧向变形,周边地下水位变化,地表沉降变形等监测数据进行了分析。(2)结合大良站基坑墙体水平位移监测数据,采用三次样条插值法反演得到了大良站基坑开挖至坑底时地下连续墙承受的弯矩和土压力,反演土压力值介于水土分算静止土压力与水土分算主动土压力之间。(3)大良站基坑现场实测孔隙水压力值与静水压力值之比k_w<1,且该比值随基坑施工进行呈减小趋势。基于伯努利方程,得到了考虑渗流力做功条件下孔隙水压力的计算方法,获得了孔隙水压力计算值,并结合该计算结果对水土分算静止土压力方法进行了修正。将土压力修正计算结果与理论计算土压力值进行对比分析,发现考虑渗流影响下的土压力计算值基本介于水土分算静止土压力与水土分算主动土压力之间,且与水土分算主动土压力较为接近。(4)通过ABAQUS有限元软件建立了考虑渗流和未考虑渗流两种条件下模拟基坑施工过程的二维对比模型。通过对计算结果进行分析,发现两种情况下基坑的受力变形规律是一致的,但在变形量和受力大小上存在较大差异。原因是发生渗流时土压力减小,渗流力增大,渗流对墙体变形、地表沉降及沉降范围有重要影响。
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