上跨地铁深基坑风险评估研究

发布时间：2020-05-07 22:10

【摘要】：随着城市地下交通网线的日益密集,给市民带来便捷的同时,对城市的建设也带来了新的挑战。由于某些特殊原因,工程单位不得不在下方存在地铁隧道的情况下,上方进行深基坑施工作业。深基坑工程涉及面广,施工技术要求高且周期长,受到勘察、设计、施工、监测等多方面的影响。其中某一环节发生失误,均会降低深基坑施工过程的安全性,提高危险事故发生的可能性。当深基坑开挖作业时下方存在地铁隧道,在增加深基坑施工难度的同时也给下方隧道带来了额外的风险。现阶段,国内外学者针对上部进行深基坑开挖施工下方存在地铁隧道的特殊工况在隧道基坑变形理论、监测等方面进行了大量研究,但目前还未有较全面针对上跨地铁深基坑工程的风险评价体系。因此,本文拟研究建立上跨地铁深基坑工程的风险评估体系,服务于该类工程降低风险,减少事故的发生。为此,进行了以下研究:(1)上跨地铁深基坑工程风险评估模型的建立与求解。通过对深基坑及下部隧道变形机理与影响因素的分析总结,为探寻风险源提供了理论基础。为了获得上跨地铁深基坑工程风险影响因素,调研相关工程事故案例资料结合国内外研究现状,分析在设计、施工以及监测等方面事故产生的原因。分析国内外各类风险评估方法,确定了适合上跨地铁深基坑工程风险评估的方法。通过收集专家意见,分析工程案例及研究相关理论确定风险评估模型的指标因素以及其权重。以此为基础结合最低合理可行(ALARP)准则及GB/T28002推荐的风险评估等级划分,构建了上跨地铁深基坑风险评估模型,并确定了其求解方法。(2)编制了上跨地铁深基坑工程风险评估模型的辅助计算程序。高阶判断矩阵的运算有着计算量大、步骤繁琐等难点。当计算不能通过一致性检验时,数据调整困难。为此通过比对相关计算软件各自特点,选定MATLAB软件编制辅助计算程序。所编制的计算程序有效减少风险评估过程中的计算工作量,提高了计算的效率以及结果的准确性。(3)上跨地铁深基坑工程风险评估体系的应用研究。为验证上跨地铁深基坑工程风险评估体系的实际效果,将其应用在实际工程中进行检验。结合该工程施工监测数据,工程施工实际情况以及ABAQUS有限元软件工程仿真模拟结果进行综合分析。结果表明:上跨地铁深基坑工程风险评估体系有效的帮助了施工方及业主方评估工程风险程度,规避风险,减小事故发生的可能。此外,辅助计算程序有效的帮助了在实际工程中该风险评估模型的计算工作,起到节约时间提高效率的作用。
【图文】：

研究技术路线图

图 2-1 基坑变形图坑坑底隆起以弹性及塑性形变为主。由于基坑开挖对其底的去除荷载作用，破坏了原土层内的应力平衡，导致基坑向上的作用力，引起隆起形变。当基坑的开挖深度较浅，面中心处最大，同时隆起变形情况呈中部大向四周基坑边小分布[47]。基坑开挖下方隧道变形理论分析于隧道工程在修建竣工以后，隧道周边的土体与隧道之间的状态，所以处于应力平衡状态的隧道，其变形情况也处。其受力状态如图 2-2 所示[48]。当隧道的上方进行基坑开挖挖导致坑内土体移走，将对隧道结构上方引起卸载的现象程的开挖卸荷，导致坑底处土体的应力状态受到了破坏，自重压力导致隧道结构受到了向上附加应力的影响，使隧
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU753;U231.3

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本文编号：2653623