地下工程中若干失穩(wěn)破壞問題的機理和冗余度研究.pdf

1、在城市化進程中,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)展機理、仿真模擬方法及預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)應用于若干地下工程失穩(wěn)破壞問題的模擬和機理研究中,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行了剖析,初步總結(jié)了基坑工程中的冗余度設計方法。
　　(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,進而對不同環(huán)梁支撐方案的冗余度進行了定量對比,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行了離散元模擬,對其中的連續(xù)破壞現(xiàn)象進行了分析。結(jié)果表明支護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基坑進行了剪切滑動面開展及變形破壞等方面的分析?？偨Y(jié)了無支撐多級支護基坑的變形、穩(wěn)定、剪切面發(fā)展及協(xié)同工作機理等特點,為進一步深入系統(tǒng)