基坑勘察岩土工程论文提纲

论文题目：深基坑智能预警监测及数值模拟研究

摘要：北京是我国最早建设地铁的城市,于1966年开工建设,1971年开通运行。到目前为止,我国开通地铁的城市达35个,运营总里程约5000公里,2020年我国地铁里程将达6000公里,地铁的建设是解决当前城市交通问题的重要手段。在地铁工程建设中,由于绝大多数地铁车站位于建筑物密集、管线复杂的城市中心地段,因此在开挖中如何保证地铁基坑的稳定性一直是许多学者研究的重要课题。为保证基坑工程的安全,自动化监测技术近年来得到了快速发展,自动化监测技术在基坑变形监测中相比传统的人工监测更准确、更便捷,因此许多深大基坑开始采用自动化监测技术。随着计算机硬件与软件技术的进步,数值模拟方法已成为深基坑变形分析的重要方法之一。依据场地勘察结果,通过模拟对基坑变形进行预测,可为基坑设计提供参考依据。依托兰州市地铁2号线定西路站地铁深基坑项目,通过制定合理的监测方案,对该基坑进行了全面的监测工作,在部分断面中引入自动化监测技术,实现了基坑的智能预警监测;运用有限差分软件FLAC3D对该基坑模型进行流固耦合模拟,依据基坑监测与模拟的结果,对其进行对比分析,结果表明,两种情况下基坑变形随基坑开挖深度与时间的变化规律较为一致,监测与模拟结果的变形量也基本吻合,均小于预警值;利用MATLAB中BP神经网络对土体参数进行反演,将反演出的参数输入数值模型进行模拟计算,修正后数值结果更为接近基坑的实际变形情况,可对基坑变形进行预测。论文研究成果如下:（1）依据基坑场地条件,制定了合理的监测方案,部分监测项目引入自动化监测设备,完成了基坑的智能监测;（2）运用有限差分软件FLAC3D,依据岩土工程勘察报告与基坑设计相关参数建立三维数值模型,同时研究了FLAC3D在模拟基坑降水方面的应用;（3）基于基坑现场监测数据,分析了基坑地表沉降及围护结构的变形规律;通过数值模拟结果和现场监测数据的对比分析,对数值模型的准确性进行评价;（4）以土体参数为变量设计正交试验,结合现场实际监测数据,利用BP神经网络对FLAC3D数值模型参数进行了反演分析;（5）实现多参数自动化预警,完成深基坑智能预警监测及数值模型研究。

关键词：湿陷性黄土;深基坑;智能监测;FLAC^3D数值模拟;BP神经网络

学科专业：工程·建筑与土木工程（专业学位）

中文摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外深基坑研究现状

1.2.1 国外深基坑研究现状

1.2.2 国内深基坑研究现状

1.3 研究技术路线

第二章 地铁车站深基坑支护体系设计

2.1 工程概况

2.1.1 工程介绍

2.1.2 工程地质条件

2.1.3 水文地质条件

2.1.4 抽水试验

2.1.5 涌水量估算

2.2 支护结构的设计要求及型式选择

2.2.1 支护结构的设计要求

2.2.2 支护结构的型式选择

2.3 基坑监测项目及测点布置原则

2.3.1 基坑监测项目

2.3.2 测点布置原则

第三章 深基坑设计理论与变形因素分析

3.1 深基坑设计理论

3.1.1 等值梁法

3.1.2 弹性地基梁法

3.1.3 数值模拟方法

3.2 基坑变形因素分析

3.2.1 工程地质条件

3.2.2 支护体系设计

3.2.3 施工方法

第四章 定西路站自动化监测及基坑变形规律分析

4.1 监测方案设计

4.1.1 基坑监测的目的及要求

4.1.2 基坑监测方案

4.1.3 自动化监测数据的采集、传输与管理

4.2 深基坑变形监测数据分析

4.2.1 地表沉降监测分析

4.2.2 桩体水平位移监测分析

4.2.3 支撑轴力监测分析

第五章 FLAC~(3D)数值模拟结果与监测数据的对比分析

5.1 FLAC~(3D)程序介绍

5.1.1 FLAC~(3D)软件简介

5.1.2 有限差分法的计算原理

5.2 FLAC~(3D)本构模型

5.2.1 NULL模型

5.2.2 摩尔-库伦模型

5.3 流固耦合作用分析

5.3.1 FLAC~(3D)流固耦合理论

5.3.2 FLAC~(3D)流固耦合相关参数

5.3.3 时标

5.3.4 耦合分析方法选择

5.4 基坑建模及支护体系模拟

5.4.1 基坑建模

5.4.2 围护桩模拟

5.4.3 支撑模拟

5.5 FLAC~(3D)模拟结果及监测数据与数值模拟结果对比分析

5.5.1 FLAC~(3D)模拟结果

5.5.2 地表沉降对比分析

5.5.3 桩体水平位移对比分析

5.5.4 支撑轴力对比分析

第六章 基于BP神经网络的土体参数反分析

6.1 反演参数的选取

6.2 正交试验设计

6.3 BP(Back Propagation)神经网络

6.4 MATLAB神经网络工具箱

6.5 基于多参数反演结果的综合对比分析

6.5.1 地表沉降综合对比分析

6.5.2 桩体水平位移综合对比分析

6.5.3 支撑轴力综合对比分析

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢