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1、分 类 号 密 级 U D C 单位代码 10151 大 连 海 事 大 学工程硕士学位论文基于 FLAC3D的深基坑施工过程数值模拟研究及稳定性分析（应用研究）孔汇川申请学位类别 工程硕士 学科(专业 ) 交通运输工程论文完成日期 2016-05 答辩日期指 导 教 师 于德海 职 称 副教授姜谙男 教授学位授予单位 大连海事大学答辩委员会主席 Numerical Simulation and Stability Analysis of Deep Excavation Construction Based on the FLAC3DA thesis Submitted toDalian Ma
2、ritime UniversityIn partial fulfillment of the requirements for the degree ofTypes of DegreebyKong Huichuan(Traffic and Transportation Engineering) Thesis Supervisor: Associate Professor Yu DehaiProfessor Jiang AnnanJune 2016大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博/硕士学位论文 “基
3、于 FLAC3D 的深基坑施工过程数值模拟研究及稳定性分析”。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名： 学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇
4、编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士学位论文全文数据库（中国学术期刊（光盘版）电子杂志社）、中国学位论文全文数据库（中国科学技术信息研究所）等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于： 保 密 在 年解密后适用本授权书。不保密 （请在以上方框内打“” ）论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日中 文 摘 要摘 要当今社会仍然在快速发展，城市也需要更多的空间来满足人们的日常出行等基本需求。因此人们开始开发地下空间这一宝贵的资源，越来越多的城市开始大力建设地铁、人行通道等地下工程，随之而来的便是大量的基坑工程。基坑工程是地下
5、空间工程的重要部分，基坑开挖过程中的稳定性是需要特别关注的地方。而随着计算机的发展，数值模拟的方法被应用到基坑工程中。通过数值模拟的方法可以对基坑的施工过程起到指导作用，从而确保基坑施工过程的安全性。本文以大连地铁海事大学站和贵阳地下人行通道的深基坑工程为依托，利用FLAC3D 对基坑的开挖过程进行数值模拟计算，进而根据数值模拟的结果对基坑进行稳定性分析。其中大连地铁海事大学站深基坑的场区地下水较为丰富，在模拟计算中需要考虑地下水的影响，因此对本基坑的开挖进行了流固耦合数值模拟分析。在模拟计算基坑的开挖过程之前，首先对基坑降水进行了模拟计算，分析了基坑降水之后模型内部的水位以及孔隙水压的变化规
6、律。在模拟基坑开挖的过程中，主要对坑外土体和围护结构的变形规律以及模型内部的孔隙水压变化进行了分析。将模拟结果与实际监测值进行对比，两者能够较好的吻合，并且坑外土体以及围护结构的变形也都符合一般规律。将数值模拟的结果反馈到施工中，能够对现场施工起到很好的指导作用。对于贵阳地下人行通道的基坑工程，本文采用屈服接近度对基坑的开挖过程进行稳定性分析。利用 FLAC3D 中的 fish 语言编制屈服接近度函数，计算得到模型中各单元的屈服接近度。通过对比模型的屈服接近度分布云图和塑性区，可以得到屈服接近度能够更好的体现模型发生破坏的区域。同时本文对基坑不同的开挖和支护方式进行了模拟计算，以屈服接近度为指
7、标分析了不同工况下基坑容易发生危险的区域。通过屈服接近度可以预估基坑开挖扰动所引起的破坏区发展情况，判断坑外土体容易发生危险的区域，为基坑施工中评判其开挖稳定性提供依据。关键词：基坑工程；数值模拟；FLAC 3D；流固耦合；屈服接近度英 文 摘 要ABSTRACTSociety is still in rapid development at present, cities also require more space to meet peoples basic needs such as daily travel. So people began to develop valuable u
8、nderground space resource, more and more cities began to aggressively building the subway, pedestrian crossing and other underground project, what comes next is a lot of foundation pit. Foundation pit is an important part of the underground engineering, and foundation pit stability need special conc
9、ern. With the development of computer, numerical simulation is applied to the foundation pit engineering. Numerical simulation has the guiding role for the excavation construction process, and it can ensure the safety of excavation construction process.This paper rely on the foundation pit of metro
10、station of Dalian Maritime University and the underground pedestrian passageway of Guiyang, simulate excavation construction process based on FLAC3D, and then carry out stability analysis of foundation pit based on the results of numerical simulation. The metro station of Dalian Maritime University
11、has plentiful groundwater, it needs to consider the impact of groundwater in the numerical simulation and fluid-solid coupling numerical method also used in excavation. First, simulation calculation foundation dewatering and analysis the variation of groundwater level and pore water pressure of mode
12、l. In the process of simulation excavation and support, main analysis deformation law of the soil outside and enclosure structure. Comparing the simulation results with the measured results, both can better match. And the deformation of the soil outside and enclosure structure are also in line with
13、the general law. The numerical simulation results feedback to the construction process, which can be used to guide the field construction.For the underground pedestrian passageway of Guiyang, this paper carry out stability analysis of foundation pit based on yielding approach index(YAI). Using fish
14、language preparation YAI function, and then calculated the YAI of all the soild elements. Comparative analysis the plastic zone and the YAI contour, the YAI can be better reflected failure region of model. This paper simulation foundation pit under different excavation and support process, and analy
15、zes the dangerous area of different conditions based on YAI. We can predictive the development of failure zone caused by excavation disturbance and determine dangerous area of soil based on YAI, and it can judge the stability of the excavation pit as a basis. Key Words：Foundation Pit；Numerical Simulation；Fluid-Solid Coupling；Yielding Approach Index目 录目 录第 1 章 绪论 .11.1 选题背景以及意义 .11.1.1 选题背景 .
