地下工程中若干失穩(wěn)破壞問題的機(jī)理和冗余度研究.pdf

1、在城市化進(jìn)程中,地下空間的利用成為趨勢。然而由于地下工程固有的復(fù)雜性,使得地下工程事故,例如深基坑的垮塌和隧道開挖面的失穩(wěn)等,時有發(fā)生。然而目前對于這些失穩(wěn)破壞問題的產(chǎn)生發(fā)展機(jī)理、仿真模擬方法及預(yù)防控制理論等研究較少,沒有形成系統(tǒng)的理論體系,限制了地下工程的建設(shè)與發(fā)展。
　　本文將大變形計算方法離散元(DEM)和物質(zhì)點法(MPM)應(yīng)用于若干地下工程失穩(wěn)破壞問題的模擬和機(jī)理研究中,同時針對地下工程連續(xù)破壞的控制提出冗余度設(shè)計理論,主

2、要內(nèi)容如下。
　　(1)對深基坑工程連續(xù)倒塌和冗余度研究的必要性進(jìn)行了分析,指出基坑工程中冗余度研究的目的、分類和作用,并且對兩個典型事故中的冗余度問題進(jìn)行了剖析,初步總結(jié)了基坑工程中的冗余度設(shè)計方法。
　　(2)利用離散元對基坑環(huán)梁支撐結(jié)構(gòu)的連續(xù)破壞進(jìn)行了模擬,并且提出了一種適用于基坑支撐體系的冗余度評價指標(biāo),進(jìn)而對不同環(huán)梁支撐方案的冗余度進(jìn)行了定量對比,結(jié)果表明,利用合理增加傳力路徑等措施可以有效提高支撐體系冗余度。

3、r>　　(3)以探究支撐端部連接對支護(hù)結(jié)構(gòu)冗余度的影響為出發(fā)點,對兩種連接情況的基坑的破壞過程進(jìn)行了離散元模擬,對其中的連續(xù)破壞現(xiàn)象進(jìn)行了分析。結(jié)果表明支護(hù)體系冗余度的提高可以有效抵抗連續(xù)破壞的發(fā)生,防止基坑在局部破壞情況下導(dǎo)致整體崩潰。
　　(4)利用有限元和MPM從小變形及大變形兩方面對兩級支護(hù)基坑進(jìn)行了剪切滑動面開展及變形破壞等方面的分析?？偨Y(jié)了無支撐多級支護(hù)基坑的變形、穩(wěn)定、剪切面發(fā)展及協(xié)同工作機(jī)理等特點,為進(jìn)一步深入系統(tǒng)