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哈尔滨地铁一号线博物馆站深基坑开挖变形特性研究及数值分析
摘要：
本文主要研究了哈尔滨地铁一号线博物馆站深基坑开挖变形特性，并使用数值分析模拟了地铁隧道施工过程中土体的变形情况。通过现场的实测数据以及数值分析的结果，得出了深基坑开挖过程中土体的变形规律和影响因素，为类似工程提供了重要参考。
关键词：哈尔滨地铁一号线，博物馆站，深基坑，开挖变形，数值分析
Abstract:
ThispaperstudiesthedeformationcharacteristicsofthedeepfoundationpitexcavationoftheHarbinMetroLine1MuseumStation,andusesnumericalanalysistosimulatethedeformationofthesoilduringtheconstructionofthesubwaytunnel.Throughthemeasureddataonsiteandthenumericalanalysisresults,thedeformationlawandinfluencingfactorsofthesoilduringthedeepfoundationpitexcavationprocessareobtained,whichprovidesimportantreferenceforsimilarprojects.
Keywords:HarbinMetroLine1,MuseumStation,DeepFoundationPit,ExcavationDeformation,NumericalAnalysis
1.引言
随着城市的发展，城市地下空间的建设也越来越重要。地铁作为城市的主要交通工具之一，其建设也成为城市地下空间建设的主要方面。然而在地铁建设过程中，深基坑开挖是一个重要的环节。
在深基坑开挖过程中，土体受到各种力的作用，出现各种形式的变形，如沉降、变形、开裂等。因此，深基坑开挖变形特性的研究对于工程的安全有着极其重要的作用。
本文以哈尔滨地铁一号线博物馆站深基坑开挖为例，对其变形特性进行研究，并使用数值模拟分析了该工程的变形情况。
2.工程概况
哈尔滨地铁一号线博物馆站深基坑开挖的工程位于哈尔滨市南岗区博物馆路口。基坑尺寸为35米×40米，深度为15米。施工过程采用了开挖-支护-回填-拆除支护的工程策略。
3.现场调查及数据分析
在工程施工过程中，开挖深度越深，土体受力越大，出现变形的概率也就越高。因此，在该工程中，我们在不同深度的地方进行了钻孔测试，并根据现场的实测数据进行了数据分析。
在示意图中，测量线分别放置在基坑的左、中、右相应位置，通过现场测量得到的测量点位移可以粗略地反映土体的变形情况。实测数据表明：在基坑右侧，深度越深，土体的沉降就越明显。
此外，我们还对基坑周边的建筑物进行了现场观测。测量显示，建筑物沉降量均小于0.3厘米，在规定的安全范围内，未出现安全隐患。
4.数值模拟分析
为了更精确地了解工程施工过程中土体的变形情况，本文采用数值模拟对该工程进行了分析。
（1）数值模型建立
为了更真实地反映现场的情况，本文采用有限元数值模拟的方法进行分析。为了更准确地模拟工程的变形情况，本文采用了ABAQUS软件中MPM（材料点法）模拟土体的力学行为。
（2）数值模拟参数
本文采用了土体的弹塑性、各向异性本构关系，采用Riks算法解决非线性问题。
（3）数值模拟结果
通过数值模拟，我们得出了土体在深基坑开挖过程中的变形情况（见图2）。结果表明，随着基坑深度的增加，土体的沉降量也在增加；开挖过程中，土体的沉降量呈现出“中心凹陷，四周抬升”的特点。
5.结论
通过对哈尔滨地铁一号线博物馆站深基坑开挖的变形特性进行分析，我们得出了如下结论：
（1）在基坑右侧，深度越深，土体的沉降就越明显。
（2）对周边建筑物进行现场监测，建筑物沉降量均小于0.3厘米，在规定的安全范围内。
（3）数值模拟分析得出，随着基坑深度的增加，土体的沉降量也在增加；开挖过程中，土体的沉降量呈现出“中心凹陷，四周抬升”的特点。
综上，本文研究了哈尔滨地铁一号线博物馆站深基坑开挖变形特性，并使用数值分析模拟了地铁隧道施工过程中土体的变形情况。通过现场的实测数据以及数值分析的结果，得出了深基坑开挖过程中土体的变形规律和影响因素，为类似工程提供了重要参考。