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随着城市建设的不断发展,更多的地下空间被不断利用,各种高层建筑物不断涌现,出现了大量的深基坑工程。很多深基坑工程位于城市的繁华地段,周边环境非常复杂,施工场地也比较狭窄,各种周边建筑物、地下管线等情况给深基坑工程的实施带来了相当大的难度。
我国基坑工程起步较晚。最初大多都是小基坑、浅基坑,在改革开放之后,不断的发展基础设施建设,也积累了很多经验。20世纪末,基坑发展得到了突飞猛进,大量的复杂基坑、深基坑工程,给我们积累了大量的施工经验,设计理论不断创新,并出台了相应的法律法规。现在,众多新的计算方法、基坑的设计理论以及监控和监测技术在基坑工程中被应用,再加之计算机的应用,使得这些工作半自动化或自动化。基坑工程涉及到土力学,结构力学,基础工程,工程地质,施工技术,原位测试技术,环境岩土问题以及土与结构之间的相互作用,是一门综合性的学科。当今对于深基坑开挖的研究非常多,并且取得了许多成果。然而,在深基坑开挖的过程当中,对于周边地表以及建筑物的影响仍然是一个非常热门的问题,还有很多工作要做。
目前,中国的北京、天津、广州、上海、香港、深圳等城市都已经有了地铁,许多城市的地铁也在紧锣密鼓地修建当中。由于地铁的舒适、便利和快捷,成为了人们出行的重要交通工具,同时地铁也成为了许多城市交通的重要组成部分。然而,在地铁的建设及后期的运营当中,难免会造成各种事故发生,尤其在建设施工期间发生的工程事故较多。由于地铁基坑及隧道的开挖,必然引起周围土体及岩体的应力发生变化,从而造成周边地表沉降,地下管线沉降,周边建筑物沉降、变相、倾斜、甚至倒塌,从而造成严重的工程事故,近些年,随着中国地铁事业的迅速发展,也造成了一些重大的工程事故。
随着计算机技术不断发展与应用,岩土工程中出现的很多问题,难题与难点,特别是岩土工程中的非线性问题和数值分析方法,得到了解决。与此同时,施工的方法也在不断的发展与充实,科学以及仪器不断得到应用,工程监测已经成为当今工程不可或缺的一部分,而监测数据可以使基坑开挖信息化,反过来促进了基坑工程的设计与施工,由原先理论的强度破坏极限方式逐步发展成为变形极限方式。
本文以武汉地铁二号线名都车站深基坑为例,介绍了灰色理论的计算方法以及灰色理论的普通运算模型,并且将灰色理论运用到深基坑工程当中,对深基坑开挖造成周边建筑物的沉降进行预测,同时采用ANSYS软件的前处理功能对基坑开挖进行仿真建模,使用FLAC3D软件对开挖其进行计算,并将计算结果与灰色预测结果进行对比分析,得出结果:基坑开挖对于周边建筑物的影响非常复杂,其中涉及到了岩土体的性质、地下水位、岩层和土层、桩基础、基坑围护结构、施工工况、地面车辆引起的动载荷等,单纯使用灰色理论对于建筑物的沉降进行预测,没有数值模拟得出的结果精度高。为武汉地铁深基坑的开挖提供更多的数据,为武汉的建设做一份贡献。