深基坑支護工程可靠度分析與數(shù)值模擬

前言

　　隨著城市建設(shè)的發(fā)展，高層建筑和城市地下空間的利用越來越多，隨之而來的深基坑工程也越來越多，深基坑深度更大，周邊環(huán)境更加復雜，由此帶來的設(shè)計施工難度也在不斷加大，可能導致的深基坑事故也在逐年增多。特別是開挖和支護的應力、變形分析使不可忽視的卸載問題及其引發(fā)的土體應力、強度、變形性質(zhì)等問題越來越受到研究人員、工程技術(shù)人員的關(guān)注和重視，并為我們提出了一系列需要深入研究的課題。不斷發(fā)展的高層建筑和地下空間工程帶動了深基坑工程實踐的發(fā)展，也對巖土工程和巖土力學理論與技術(shù)研究提出了新的要求和指明了研究方向。由于理論研究的滯后，計算方法及參數(shù)選取的不合理性以及設(shè)計選型和施工措施不當?shù)纫蛩?，巖土工程界也受到了不少慘痛的教訓。深基坑支護工程的理論研究和技術(shù)發(fā)展，必將成為人們持續(xù)不斷研究和實踐的熱點與難點問題。為此，廣大巖土工程和巖石力學工作者對該領(lǐng)域的問題進行了長期不懈的探索研究，取得了很多具有重要意義的理論和應用成果，為人類工程建設(shè)作出了重大貢獻?！　∨c地基工程相比，深基坑工程在支護理論、變形機理、支護方法及合理施工等方面還存在很多值得探討和深入研究的地方。如基坑應力場分布研究方面，現(xiàn)在多采用傳統(tǒng)的土壓力理論進行設(shè)計與施工，但是工程實踐證明，該方面的理論研究往往與具體的工程實踐需要不很相符。為此，本書系統(tǒng)地總結(jié)了近年來深基坑工程理論和工程運用方面的科研成果、基坑工程設(shè)計施工方面的工程實踐，論述了深基坑支護工程中的可靠度理論及其應用，結(jié)合工程實踐對深基坑支護工程開展了數(shù)值模擬研究?！　∪珪诰C合分析已取得的研究成果的基礎(chǔ)上，針對近年來深基坑支護工程的研究現(xiàn)狀及工程建設(shè)的實際需要，首先對基坑工程可靠度分析的基本原理進行了較為系統(tǒng)的論述，并對其具體的工程應用加以探討；然后研究了可靠度理論在土釘支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定評價中的具體方法和步驟；在此基礎(chǔ)上，作者深入研究了基坑樁錨土釘聯(lián)合支護的支護機理，并對基坑變形性狀開展了數(shù)值仿真模擬；最后把研究成果運用到鄭州地區(qū)深基坑支護工程的設(shè)計、施工中。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)地論述了深基坑支護工程中的可靠度理論及其應用，結(jié)合工程實踐對深基坑支護工程開展了數(shù)值模擬研究。針對深基坑支護工程的研究現(xiàn)狀及工程建設(shè)的需要，對基坑工程可靠度分析的基本原理及工程應用、土釘支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的可靠性、樁錨土釘聯(lián)合支護機理、基坑變形性狀數(shù)值模擬等難點問題進行了較為全面的研究，并把研究成果運用到鄭州地區(qū)深基坑支護工程的設(shè)計、施工中。    本書可作為巖土工程專業(yè)本科生、研究生的參考書，也可供從事深基坑支護工程及相關(guān)領(lǐng)域的科研人員和從事深基坑支護工程設(shè)計、施工、監(jiān)理與監(jiān)測等工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言  第1章  緒論    1.1  引言    1.2  深基坑支護工程可靠性分析    1.3  深基坑支護工程優(yōu)化設(shè)計與數(shù)值模擬    1.4  鄭州市深基坑支護工程設(shè)計與施工概況    1.5  本書對深基坑支護工程若干問題的研究第1篇  深基坑支護工程可靠度分析  第2章  概述    2.1  基坑工程可靠度研究的意義及其必要性    2.2  可靠度分析方法的優(yōu)點    2.3  巖土工程可靠度研究步驟及主要研究內(nèi)容  第3章  可靠度分析的基本原理    3.1  基坑可靠度分析中的基本概念    3.2  常用的可靠度分析方法  第4章  基坑可靠度的不確定性因素研究    4.1  不確定性的分類    4.2  土性參數(shù)的相關(guān)性分析    4.3  隨機變量概型分布的假設(shè)檢驗  第5章  土釘支護及極限狀態(tài)函數(shù)的建立    5.1  土釘支護技術(shù)概述    5.2  土釘支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析    5.3  土釘支護結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定性可靠度分析  第6章  可靠度程序設(shè)計及實例分析    6.1  可靠度程序設(shè)計    6.2  工程實例第2篇  深基坑工程優(yōu)化設(shè)計分析與工程實踐  第7章  樁錨與土釘聯(lián)合支護優(yōu)化設(shè)計基本理論    7.1  系統(tǒng)優(yōu)化    7.2  設(shè)計計算優(yōu)化    7.3  反演分析優(yōu)化    7.4  降水優(yōu)化設(shè)計  第8章  樁錨與土釘聯(lián)合支護優(yōu)化設(shè)計實例研究    8.1  工程概況    8.2  工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件    8.3  土層參數(shù)選取    8.4  周邊環(huán)境條件    8.5  方案的優(yōu)化設(shè)計第3篇  深基坑支護工程數(shù)值模擬  第9章  樁錨與土釘支護工程實例數(shù)值模擬分析    9.1  概論    9.2  FLAC 3D程序介紹    9.3  基本假設(shè)    9.4  計算模型的建立及有關(guān)參數(shù)的選取    9.5  基坑開挖過程的模擬    9.6  數(shù)值模擬結(jié)果及分析  第10章  復合支護結(jié)構(gòu)三維數(shù)值模擬分析    10.1  工程概況    10.2 基坑支護方案    10.3  模型的建立和參數(shù)選取    10.4  三維數(shù)值模擬結(jié)果分析  第11章  樁錨與土釘支護結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬分析    11.1  工程概況    11.2  工程及水文地質(zhì)條件    11.3  基坑支護方案設(shè)計    11.4  模型的建立及參數(shù)選取    11.5  基坑分步開挖過程中土體內(nèi)力分析    11.6  支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力的數(shù)值分析    11.7  基坑的安全系數(shù)和應變分析  第12章  土釘支護工程實例數(shù)值模擬分析    12.1  工程概況    12.2  基坑支護方案    12.3  基本假定    12.4  模型的建立和參數(shù)選取    12.5  三維數(shù)值模擬結(jié)果分析    12.6  支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力的理論分析v    12.7  理論分析與數(shù)值分析結(jié)果的對比第4篇  深基坑支護工程監(jiān)測技術(shù)與設(shè)計施工實例  第13章  深基坑支護工程信息化監(jiān)測技術(shù)    13.1  概述    13.2  監(jiān)測內(nèi)容和基本要求    13.3  基坑深層水平位移監(jiān)測    13.4  土壓力的觀測    13.5  基坑孔隙水壓力的觀測    13.6  基坑支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力監(jiān)測    13.7  基坑開挖過程地下水位監(jiān)測    13.8  地表建筑沉降及裂縫監(jiān)測    13.9  基坑監(jiān)測結(jié)果實時分析與評價  第14章  深基坑支護工程設(shè)計與施工實例    14.1  實例一鄭州小崗劉城中村改造工程基坑支護方案設(shè)計    14.2  實例二鄭州大上海城商業(yè)步行街6區(qū)基坑支護方案設(shè)計    14.3  實例三河南省地震局物探中心高層住宅工程基坑支護設(shè)計參考文獻

章節(jié)摘錄

　　1.1 引言　　隨著我國國民經(jīng)濟及城市建設(shè)的飛速發(fā)展，高層建筑日益增多，建筑規(guī)模不斷擴大，尤其是最近10余年來，我國大中城市高層建筑拔地而起；與此同時，對地下空間的開發(fā)利用也成為大城市解決城市交通擁擠、土地資源緊張等問題的有效途徑，地鐵、地下商場和地下停車場等大型建筑物不斷增多?！　〔粩喟l(fā)展的高層建筑和地下空間工程帶動了深基坑工程實踐的發(fā)展，這也對巖土工程和巖土力學理論與技術(shù)研究提出了新的要求和指明了研究方向。以前大量的淺挖工程和無需支護的實踐使人們已經(jīng)習慣一次性的單調(diào)加載過程，隨著基坑深度的逐漸加大，開挖和支護的應力、變形分析將使不可忽視的卸載問題及其引發(fā)的土體應力、強度、變形性質(zhì)等問題逐漸受到重視，因此產(chǎn)生了一系列需要深入研究的課題?！　≡僬撸捎诟鞣N復雜的原因，近年來各地陸續(xù)發(fā)生了多起深基坑倒塌事故，既拖延了工期，又增加了造價，造成重大的經(jīng)濟損失和不良的社會影響，給深基坑的開挖和支護技術(shù)提出了新的問題和挑戰(zhàn)。目前，經(jīng)常使用的基坑支護形式較多，如土釘墻支護、土釘墻與樁錨聯(lián)合支護、土釘墻與微型樁聯(lián)合支護、土釘墻與超前錨桿聯(lián)合支護、排樁與內(nèi)支撐聯(lián)合支護和樁錨與防滲墻聯(lián)合支護等一系列聯(lián)合支護形式。這些支護形式各有其優(yōu)缺點，在付諸工程實踐后也取得了不少成功經(jīng)驗，但很多都是以大量的經(jīng)濟浪費為代價的，基坑支護技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計研究也已成為刻不容緩的研究課題。　　在計算方法上，應用有限元等數(shù)值模擬方法對土壓力、基坑穩(wěn)定性和基坑變形等進行綜合分析的方法得到了較大發(fā)展，已經(jīng)成為基坑支護工程安全、高效實施的強有力工具?！　】傊?，基坑工程已成為巖土工程的熱點問題，支護技術(shù)也成為亟待解決的難點問題。由于理論研究的滯后，計算方法及參數(shù)選取的不合理性，以及設(shè)計選型和施工措施不當?shù)纫蛩?，巖土工程界也受到了不少慘痛的教訓。深基坑支護工程的理論研究和技術(shù)發(fā)展，必將成為人們持續(xù)不斷研究和實踐的熱點與難點問題。

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