项目负责人：郭院成  教授
鉴定日期：2010年12月29日；
鉴定证书编号：豫科鉴字[2010]第480号 

项目研究成果简介： 

1、应用领域和技术原理

     本项目研究属于岩土工程领域；

     主要技术原理：通过三维有限元数值模拟，对双排桩复合重力拱支护体系协同工作机理及影响支护效果的关键因素进行了详细研究。

2、性能指标   

     本项目研究实际达到的性能指标：

     1）建立了双排桩复合重力拱支护结构的数值计算模型，详细研究双排桩复合重力拱支护体系在基坑施工过程中双排桩和重力拱之间协同工作的机理，分析了双排桩复合重力拱支护体系的位移和受力特点以及位移与内力间的协调关系；

     2）研究了作用在双排桩复合重力拱支护结构上土压力的分布规律，根据重力拱的受力特征，分析了土压力在重力拱和双排桩之间在水平和竖向的传递分配规律；

     3）运行上述双排桩复合重力拱数值模型，研究分析了双排桩的桩径和排距、水泥土重力拱的拱体净高和拱身厚度对双排桩复合重力拱支护体系工作性状的影响，确定了影响该支护体系支护效果的关键因素。

3、与国外同类技术比较  

双排桩复合重力拱支护结构是一种新型的混合支护结构，它是它是由双排桩支护和水泥土拱形支护两种不同形式的支护结构组合而成。这两种支护形式在水平土压力的作用下属于弯剪型变形结构，二者变形协调，可以达到较好的支护效果。双排桩复合重力拱支护体系具有较大的抗侧移刚度，在限制基坑侧移、减少工程造价、实现基坑工程目标设计等方面具有良好的效果，适用于开挖深度较大的基坑。另一方面，重力拱由水泥土组成，应用在地铁车站基坑中，方便后期盾构机具的切削作业，由此可带来可观的经济效益和社会效益。然而，双排桩复合重力拱支护技术作为一种新的基坑支护技术，前人做一些初步探索并在实际过程中进行了初步应用。但由于在基坑开挖施工过程中，重力拱和双排桩相互影响、相互约束，各部位的受力变形模式随着开挖进程的深入逐渐发生变化，目前尚缺乏对双排桩复合重力拱支护体系在基坑施工过程中协同工作机制的系统研究，限制了该技术的广泛推广。

本项目采用数值模拟的手段，研究分析了双排桩复合重力拱支护体系协同工作的机理，并分析了影响该支护结构支护效果的一些因素，得到了一些新意的研究成果，可为此类支护结构在基坑支护工程中的应用提供了一定的理论基础和技术指导。

4、成果的创造性、先进性

    （1）本项目采用三维数值模型进行计算模拟，考虑了基坑开挖的三维效应，详细研究了双排桩复合重力拱支护体系中双排桩与重力拱这两种支护形式间的协同工作机制。

    （2）本项目定义了双排桩与重力拱之间的土压力分担系数，研究了作用在支护结构上土压力在重力拱和双排桩之间的分布和传递规律。

5、作用意义（直接经济效益和社会意义）

       本项目提出的新技术即将在郑州市地铁车站基坑施工中得到了实践检验和初步，能够取得了良好的技术经济效果和社会效益，因此具有一定的推广价值。本研究为类似工程问题的顺利解决提供了借鉴。