水工地下廠房大空間開挖變形特性及控制研究.pdf

1、近年來，隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，地下工程的建設日新月異，豎井在地下工程中的應用也越來越多。在豎井的開挖過程中，不可避免的出現(xiàn)變形與穩(wěn)定性問題。本文以地下泵站豎井開挖為研究對象，主要做了以下幾個方面的工作：
　　 首先，本文總結了國內外地下工程研究發(fā)展現(xiàn)狀，提煉出地下工程研究中的熱點問題：地下工程開挖過程中的變形問題。在地下工程開挖過程中，變形計算及變形控制是研究的重點之一，然而，地下結構物與周圍巖土體是由多種介質組成的高度復雜的

2、空間系統(tǒng)，其變形和安全性受到諸多因素的綜合影響。如何在保證工程自身穩(wěn)定的同時，有效地控制地下結構物周圍巖土體的移動以滿足其使用要求和維護附近環(huán)境的安全，已成為人們的共識。本文利用Flac3D有限差分軟件對豎井開挖過程進行模擬，對豎井開挖后周圍的圍巖位移場進行模擬分析，繪出位移變形曲線，對安全經(jīng)濟合理的設計進行指導。
　　 接著，系統(tǒng)地闡述和分析了豎井開挖過程的變形計算理論、力學性態(tài)和特點。并把經(jīng)典的計算理論和有限差分法結合起來，

3、得到本文的理論基礎。
　　 然后，以深圳某地下泵站豎井開挖為依托，分析了豎井施工過程的圍巖位移和地表沉降的特性。初步得到一些結論：①井壁的短邊方向水平位移和長邊方向水平位移的變形曲線不相同，短邊方向位移的最大值發(fā)生在井壁最上端；而長邊方向最大水平位移發(fā)生在井壁中上部，呈現(xiàn)兩頭小，中間大的“魚肚形”。②井壁的水平位移在開挖至18m時已基本完成，后期的施工對其影響較小。③地表沉降曲線呈現(xiàn)“凹槽形”和“三角形”，這與深基坑開挖地表沉降

4、規(guī)律一致。
　　 最后，在對地下泵站豎井開挖工程模擬的基礎上，進一步研究探討豎井開挖變形的影響因素，通過模擬分析得到以下結論：①初始應力對豎井開挖變形與有著重要影響，初始水平應力越大，其開挖變形也越大；②圍巖的材料參數(shù)對豎井開挖變形影響重大，材料的彈性模量越大，其開挖變形就越小，且變形量與彈性模量有著良好的反比例關系；③時間效應對豎井開挖變形有明顯的影響作用；④空間效應也是豎井開挖變形的重要影響因素。在此基礎上，提出了豎井開挖的