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城市地下空间开发和高层建筑的建设,产生了大量深基坑工程,其规模和深度不断增加。城市中的深基坑工程一般都处在密集的建筑群中,施工场地狭窄,有些工程的基础紧邻地下管线。这种环境中的深基坑工程,如果应用现有基坑工程的设计理论(强度控制设计)和常规施工技术已经难以满足保护基坑周围环境的要求。虽然近年来许多学者和工程技术人员已经在基坑工程设计的变形控制方面作了很多研究,但在寻找基坑开挖过程中有关基坑、管线和土体变形三者之间关系的规律方面以及管线的变形预测方面仍然存在很多要解决的问题。
本文将基坑、围护结构及土体放在一个系统中进行研究。运用工程软件ANSYS对深基坑开挖的全过程进行了数值模拟分析。模拟分析了近邻管线在不同的土体参数、不同的支撑顺序、不同的支撑层数以及不同的开挖深度等几种情况下的深基坑的开挖过程,对深基坑工程开挖过程中近邻管线的变形发展变化规律进行了分析探讨。
另外,在管线的变形预测方面,本文运用改进的BP神经网络方法,建立了一种基于神经网络的深基坑开挖过程中相邻地下管线的与时序相关的变形预报模型,并针对上海某深基坑工程管线沉降预报进行了实例对照分析,结果表明,本文采用的方法具有较好的精度、适应性和通用性。
由于现阶段有关深基坑开挖过程中近邻管线变形的研究较少,本课题的研究成果对为今后相关的数值模拟分析及其它研究提供一定的参考价值。