本文關(guān)鍵詞：基于鎖口摩擦的鋼板樁基坑支護(hù)數(shù)值模擬分析

  更多相關(guān)文章： 鋼板樁 剛度折減效應(yīng) 鎖口 有限元分析 本構(gòu)模型

【摘要】：作為一種新型柔性支護(hù)結(jié)構(gòu),鋼板樁在基坑支護(hù)、橋梁圍堰、河道護(hù)岸及防洪、港口碼頭等實(shí)際工程中得到廣泛應(yīng)用,它具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐久性強(qiáng)、水密性好、施工效率高、環(huán)保、可循環(huán)利用等獨(dú)特優(yōu)勢。鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)主要通過沿樁身方向的鎖口聯(lián)結(jié)成為一種整體結(jié)構(gòu)的擋墻,主要承受作用于樁墻上的水土壓力等荷載。然而,國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)對于實(shí)際工程應(yīng)用最為廣泛的U型鋼板樁存在剛度折減效應(yīng),關(guān)于鋼板樁基坑支護(hù)的工作機(jī)理、樁-土間作用規(guī)律仍未徹底解決,鋼板樁支護(hù)的設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法在目前還處于半理論半經(jīng)驗(yàn)的待成熟階段,因此有待開展深入且系統(tǒng)的理論分析與數(shù)值計(jì)算等方面的研究,進(jìn)一步完善鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的工程實(shí)用設(shè)計(jì)理論。一方面,鋼板樁鎖口間摩擦特性的不同直接影響鎖口間的剪力傳遞狀態(tài),從而導(dǎo)致樁墻剛度折減效應(yīng)的產(chǎn)生,使得支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)鋼板樁的內(nèi)力和變形計(jì)算結(jié)果難以準(zhǔn)確。另一方面,隨著城市地下空間的開發(fā)和利用,鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)逐漸取代部分傳統(tǒng)的支護(hù)形式,其工作機(jī)理、荷載的傳遞規(guī)律、支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和基坑失穩(wěn)機(jī)制等尚不十分清楚,有待進(jìn)一步探索。為此,本文圍繞鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)因鎖口摩擦特性引起的剛度折減效應(yīng)及其工作機(jī)理、支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形規(guī)律、基坑的穩(wěn)定性等方面進(jìn)行研究,論文的主要研究內(nèi)容如下:1.分析鋼板樁在實(shí)際工程中的特性,指出實(shí)際工程中鋼板樁鎖口潤滑及防滲措施對鎖口間摩擦特性的影響,以及鎖口摩擦引起剪力傳遞狀態(tài)的改變,從而產(chǎn)生剛度折減效應(yīng)。2.闡述ABAQUS軟件在巖土工程中的應(yīng)用,介紹兩種常用土體的本構(gòu)模型:摩爾-庫倫模型和鄧肯模型,并對比分析其適用性。3.基于鋼板樁擋墻剛度折減效應(yīng)和鋼板樁基坑支護(hù)理論以及有限元數(shù)值分析方法,結(jié)合經(jīng)典基坑支護(hù)算例,著重研究因鎖口摩擦特性引起的樁墻剛度折減效應(yīng)對鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)體系安全可靠性的影響程度,探究鋼板樁基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形規(guī)律以及基坑的穩(wěn)定性變化過程。4.通過ABAQUS有限元軟件對姑溪灣商業(yè)廣場地下車庫的基坑支護(hù)工程進(jìn)行數(shù)值模擬,與現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析,驗(yàn)證有限元模擬方法的合理性,并為類似支護(hù)工程設(shè)計(jì)提供參考。
【關(guān)鍵詞】：鋼板樁 剛度折減效應(yīng) 鎖口 有限元分析 本構(gòu)模型
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU753.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 鋼板樁支護(hù)概述10-13
• 1.1.1 鋼板樁簡介10-12
• 1.1.2 鋼板樁支護(hù)在基坑工程中的應(yīng)用12-13
• 1.2 國內(nèi)外鋼板樁支護(hù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢13-20
• 1.2.1 國外研究概況及發(fā)展趨勢13-15
• 1.2.2 國內(nèi)研究概況及發(fā)展趨勢15-17
• 1.2.3 鋼板樁鎖口摩擦接觸特性17-18
• 1.2.4 鋼板樁基坑支護(hù)的變形分析18-20
• 1.3 存在的主要問題及待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題20-21
• 1.3.1 鋼板樁基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中存在的主要問題20-21
• 1.3.2 待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題21
• 1.4 研究方法和主要研究內(nèi)容21-22
• 第二章 鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的特性分析22-31
• 2.1 鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成22
• 2.2 鋼板樁支護(hù)的特性概述22-23
• 2.3 鋼板樁的主要設(shè)計(jì)參數(shù)23-24
• 2.4 鋼板樁支護(hù)的工程特性24-30
• 2.4.1 鋼板樁鎖口處理措施24-25
• 2.4.2 鋼板樁擋墻的力學(xué)特性25-27
• 2.4.3 鎖口摩擦接觸對樁墻剛度的影響27-28
• 2.4.4 中性軸位置對樁墻剛度的影響28-29
• 2.4.5 鎖口摩擦接觸參數(shù)29-30
• 2.5 鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞形式30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 鋼板樁基坑支護(hù)的數(shù)值模擬分析31-69
• 3.1 有限元理論與ABAQUS軟件簡介31-32
• 3.1.1 有限元法基本理論31-32
• 3.1.2 ABAQUS有限元軟件的簡介32
• 3.2 ABAQUS在巖土工程中的應(yīng)用32-39
• 3.2.1 初始地應(yīng)力平衡32-33
• 3.2.2 鋼板樁材料的本構(gòu)關(guān)系33
• 3.2.3 土的本構(gòu)關(guān)系33-37
• 3.2.4 接觸理論及算法37-39
• 3.3 鋼板樁支護(hù)有限元模型的建立39-46
• 3.3.1 幾何模型的建立39-43
• 3.3.2 材料的本構(gòu)模型43
• 3.3.3 邊界條件與荷載設(shè)置43-44
• 3.3.4 接觸模型定義44-45
• 3.3.5 單元類型和網(wǎng)格劃分45
• 3.3.6 非線性方程求解過程45-46
• 3.4 鋼板樁擋墻的數(shù)值模擬結(jié)果分析46-68
• 3.4.1 鋼板樁擋墻的數(shù)值模擬結(jié)果分析46-57
• 3.4.2 鋼板樁基坑支護(hù)模擬結(jié)果分析57-68
• 3.5 本章小結(jié)68-69
• 第四章 工程實(shí)例與有限元分析69-91
• 4.1 工程概況69-71
• 4.1.1 工程地質(zhì)條件69-71
• 4.1.2 水文地質(zhì)條件71
• 4.2 支護(hù)方案的比選分析71-72
• 4.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析72-76
• 4.3.1 內(nèi)力和位移分析73-74
• 4.3.2 地表沉降計(jì)算分析74-75
• 4.3.3 截面抗彎計(jì)算75
• 4.3.4 支護(hù)穩(wěn)定計(jì)算75-76
• 4.4 基坑監(jiān)測的布置76
• 4.5 鋼板樁支護(hù)的有限元建模76-79
• 4.5.1 鋼板樁基坑支護(hù)的建模77
• 4.5.2 網(wǎng)格劃分與邊界條件77-78
• 4.5.3 非線性分析過程78-79
• 4.6 有限元模擬結(jié)果分析79-90
• 4.6.1 鋼板樁擋墻內(nèi)力和位移分析79-80
• 4.6.2 基坑支護(hù)的數(shù)值模擬結(jié)果分析80-83
• 4.6.3 數(shù)值模擬結(jié)果驗(yàn)證83-84
• 4.6.4 考慮樁頂設(shè)置支撐時(shí)對比分析84-86
• 4.6.5 考慮鎖口生銹并不作處理時(shí)86-88
• 4.6.6 三者對比分析88-90
• 4.7 本章小結(jié)90-91
• 第五章 結(jié)論與展望91-93
• 5.1 結(jié)論91
• 5.2 展望91-93
• 參考文獻(xiàn)93-97
• 攻讀碩士研究生期間發(fā)表論文97-98
• 致謝98

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：544974