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地铁站因相邻基坑开挖引起变位的数值仿真
案例行业:土木工程
案例类别:隧道开挖

问题描述

基坑到地铁主体结构的外轮廓线距离只有8.95m,而地铁轨道结构对变位十分敏感,对基坑的围护提出了十分苛刻的要求。复杂的周边环境对基坑围护的设计和施工提出了很高的要求。

地下水位的变动会起起地面沉降和建筑设施的变位;基坑及周围土体变形模量较小,层厚深,容易引起变形,大大加大了变形控制难度。系统作用主要包括车站建筑的地下孔隙水压力、围护体外侧的主动侧向土压力、围护体内侧的被动土压力、围护体的弹性抗力、支撑的水平力、立柱的竖向力以及它们在变位过程中的动态分配。事实上,围护体、防渗帷幕、加固的被动土体、水平支撑和竖向支撑相互作用、相互影响,而且开挖、支护的同时,伴随系统应力、应变的不断变化,是一个连续的过程。

围护系统和基坑周围土体形成了非常复杂的空间力学系统,围护效果不仅与基坑本身的几何尺度有关,还与地下水位、地质层物理特性、支护系统的刚度和强度有关;土本构的非线性和围护结构变位的非线性,使得系统呈更复杂的非线性,设计和计算难度大。对轨道变位变形控制和内力增力控制是本基坑围护的关键,也是难点!

报告就基坑围护的设计方案,建立了“地铁-基坑-围护”3D模型,计算了由基坑开挖、支护引起轨道的变位和内力。从报告的计算成果看,地铁主体结构的变位和内力的控制性参数均在允许范围内,满足安全要求。

报告就这一重要而复杂的工程问题,运用了有限元数值方法,借助材料科学、计算机计算技术和图形处理技术,对超高层项目基坑的开挖、围护进行了数值仿真,进一步预测了围护方案的围护效果,验证和评估了围护方案的可靠性和合理性,为生产的安全性提供了支持。

计算内容

3D模型

 

Y向水平位移

 

 

X向水平位移

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