基于监测信息的深基坑支护动态变形控制研究

近几年我国深基坑的发展取得了巨大的进步,由于基坑工程不仅存在基坑本身的安全与稳定问题,而且还存在因土方开挖引起的周围地层移动而危及相邻建筑物、地下管线网和城市市政设施的正常使用等问题,因此有效地控制基坑变形以保证工程与周围环境的安全,已经成为基坑设计、施工、监测中重要的内容。 本文以有限元、灰色神经网络串联组合算法、模糊控制系统为基础,对基坑开挖过程进行动态变形控制研究。利用有限元计算结果确定变形控制的标准,根据灰色系统GM(1,1)模型与BP神经网络模型建模理论与方法,分析了前者在地质及岩土工程预测应用中的不足,提出应用BP神经网络来弥补GM(1,1)模型自身存在的缺陷,将GM(1,1)模型与BP神经网络算法结合应用于基坑排桩变形预测,并与GM(1,1)模型预测进行比较。 对影响基坑工程施工变形因素进行研究,分析几种关键施工参数对变形影响的大小,根据专家经验给出五种变形控制的主动控制手段,基于Matlab6.5中模糊控制工具箱的智能模糊控制功能,从而实现根据灰色神经网络串联组合算法对基坑支护位移的预测值、以及当日变形速率,提出对施工参数进行调整的措施,以达到控制施工变形的目的。在调整基坑施工参数后,利用ANSYS软件具有强大的前处理、求解和后处理功能、单元生死功能以及APDL语言可以模拟基坑动态开挖,实现对调整施工参数后基坑开挖的模拟,进行基坑变形和应力的全面分析。研究基坑施工过程中支护变形情况,验证变形控制的效果;并动态调整变形控制标准,实现基坑变形的动态控制。 润扬大桥南汊桥南锚锭深基坑工程采用新工艺排桩冻结法支护方案,属于特大型基坑。本文基于该基坑工程开挖施工的监测信息数据,进行变形预测、变形控制和有限元计算。计算结果表明,调整施工参数后,基坑变形发展趋势趋于稳定,达到变形控制的目的。