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兰州某地铁站出口深基坑开挖支护三维数值模拟分析 摘要:随着城市化进程的不断推进,地铁建设在城市交通中的作用越来越重要。然而,在地铁施工中难免会遇到深基坑开挖的问题,其施工安全也是必须重视的问题。本文以兰州某地铁站出口深基坑开挖支护为例,采用三维数值模拟分析方法,对深基坑开挖支护过程进行模拟分析,并对其可行性进行评估。研究表明,数值模拟可靠性高,对于深基坑开挖支护具有指导意义和参考价值。 关键词:地铁;深基坑;支护;数值模拟 1.引言 随着城市化进程的不断推进,地铁建设在城市交通中的作用越来越重要。然而,在地铁施工中难免会遇到深基坑开挖的问题,其施工安全也是必须重视的问题。深基坑开挖及支护是地铁施工中重要的一环,影响着地铁工程安全和施工周期。因此,深基坑支护方案的选择和优化十分重要。本文以兰州某地铁站出口深基坑开挖支护为例,采用三维数值模拟分析方法,对深基坑开挖支护过程进行模拟分析,并对其可行性进行评估。 2.深基坑开挖支护设计 2.1基本情况 本文所研究的兰州某地铁站出口深基坑位于市区中心地带,土层结构为表层土、粘性土、泥岩等,融雪盐分较高,且存在水文压力。深基坑开挖面积为500平方米,开挖深度为16米,深度比为2.5。 2.2方案设计 为了保证施工安全和加快施工进度,本文设计了以下支护方案: ①基础围护:钻孔桩+钢筋混凝土基础板; ②表层土支护:浅层锚杆+梁板式土钉墙; ③深部支护:钢支撑+悬臂式土钉墙; ④地面降水:让排水沟进行汇流进水收纳井,然后通过管道引入地面水处理设备。 3.数值模拟分析 3.1模型建立 为了研究支护方案的可行性,本文采用三维有限元模拟分析方法,在Midap软件建立了有限元分析模型。通过模型建立,可以对土体的变形、应力状态等进行定量分析。 3.2模拟结果分析 (1)基础围护:通过数值模拟得出,基础围护钻孔桩的承载力合理,钻孔桩降低地表向下挤压的作用符合理论预测,钢筋混凝土基础板的作用效果较好,稳定性较强。 (2)表层土支护:通过数值模拟得出,浅层锚杆和梁式土钉墙的作用效果较好,在不断增加的支撑应力下,土的变形较小,支撑系统的自重下沉也较小。 (3)深部支护:通过数值模拟得出,钢支撑和悬臂式土钉墙的作用效果较好,能够保证支撑结构的稳定性,并且在深部支撑处的支撑体系下沉量也较小,符合预期。 (4)地面降水:通过数值模拟得出,排水沟和收纳井的设计较为合理,能够快速排除地面积水,避免对土体支撑结构的影响。 4.结论 针对本文研究的兰州某地铁站出口深基坑开挖支护问题,本文设计了基础围护、表层土支护、深部支护和地面降水四种支护方案,并采用三维数值模拟方法进行分析。研究表明,所设计的支护方案对深基坑开挖具有较好的稳定性和安全性,模拟结果可行性高,并具有参考价值。 参考文献: [1]徐雷,王健,陈小环.深基坑支护三维有限元数值模拟分析[J].建筑科学,2010,21(04):138-141. [2]郭乾宇,陈小维.基于MIDASGTS/NX的深基坑支护工程三维数值模拟研究[J].工程勘察,2016,44(09):57-63+77.

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