本文關鍵詞：深基坑內支撐排樁支護有限元數(shù)值模擬及優(yōu)化設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著城市規(guī)模的不斷擴大和人口數(shù)量的不斷增多,為了緩解沈陽市區(qū)高峰期擁堵的交通狀況,方便市民出行,沈陽市開始大規(guī)模修建地鐵,隨之而來的是深基坑的大量開挖。內支撐排樁支護結構由于對周邊環(huán)境適應性強、施工方便以及能夠較好的確�；拥姆€(wěn)定性與安全性,被廣泛地應用于深基坑支護工程中。但在實際工程中,支護工程的設計比較偏保守,不能起到節(jié)約成本的作用。如果能夠對支護結構的細部參數(shù)進行合理的優(yōu)化,使其既能夠滿足穩(wěn)定性的要求,又能夠減小圍護成本,這就能帶來很大的經濟效益。因此需要對深基坑內支撐排樁支護結構進行數(shù)值模擬研究,積累一些該方面的經驗。本文以沈陽地鐵深基坑支護設計為例,利用ABAQUS有限元軟件對深基坑標準段排樁加內支撐結構進行數(shù)值模擬分析,并與實測數(shù)據(jù)進行對比,驗證有限元模型的正確性。同時對支護樁的樁長、樁徑、樁間距進行細部優(yōu)化,得出最佳方案。本文主要研究成果如下:(1)總體來看支護樁水平位移隨著開挖深度的增加而增加,且最大位移在設置第二道支撐后上移到樁頂;從局部觀察,樁體水平位移沿樁埋置深度的增加先增大后減小,曲線呈弓形,說明預應力鋼支撐對約束支護樁水平位移起到了很大作用。(2)在開挖土體完成后設置的支撐對樁體豎向位移基本不產生影響,這是由于樁體和周邊土體在支撐添加之前應力已經得到完全釋放,應變基本完成。(3)基坑支護樁附近土體有不同程度的隆起,并隨著開挖深度的增加而升高。這主要是由于在開挖過程中,應力得到釋放,基坑內部土體隆起帶動支護樁上移,從而引起支護樁附近土體上移。(4)土壓力在開挖完第二層土體后變化最大,數(shù)值上相比第一步開挖后有明顯的減小,說明第二層土的開挖及支撐的添加在本工程中起著關鍵的作用。(5)通過正交試驗對支護樁進行優(yōu)化計算后,可以得出對支護結構水平位移影響最大的因素是樁徑,其次是樁長,最后是樁間距。
【關鍵詞】：深基坑 數(shù)值模擬 正交試驗 優(yōu)化設計
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU473.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 選題的依據(jù)及意義9-10
• 1.2 深基坑工程研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 深基坑支護類型10-11
• 1.2.2 深基坑理論和實驗研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 深基坑有限元研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.4 深基坑設計優(yōu)化研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 深基坑支護研究的主要內容16-18
• 第2章 ABAQUS有限元及土體本構模型18-28
• 2.1 ABAQUS簡介18
• 2.2 土體參數(shù)本構模型18-27
• 2.2.1 Mohr-Coulomb（摩爾庫侖）模型18-21
• 2.2.2 擴展的Drucker-Prager模型21-24
• 2.2.3 修正Drucker-Prager帽蓋模型24-26
• 2.2.4 劍橋模型26-27
• 2.3 本章小結27-28
• 第3章 內支撐排樁支護有限元模擬28-38
• 3.1 深基坑開挖實例28-30
• 3.1.1 工程簡介28
• 3.1.2 工程地質概況28
• 3.1.3 工程施工工序28-30
• 3.2 深基坑工程中ABAQUS分析的關鍵技術30-32
• 3.2.1 土體本構模型的選取30-31
• 3.2.2 初始地應力場模擬31
• 3.2.3 樁土接觸面模擬31-32
• 3.3 有限元模型的建立32-37
• 3.3.1 建立實體幾何模型32-33
• 3.3.2 選取材料參數(shù)33-35
• 3.3.3 模擬分析步35-36
• 3.3.4 模型荷載、邊界條件和接觸條件36-37
• 3.4 本章小結37-38
• 第4章 數(shù)值模擬結果分析38-54
• 4.1 支護樁模擬分析38-43
• 4.1.1 支護樁水平位移計算結果及分析38-40
• 4.1.2 支護樁豎向位移計算結果及分析40-43
• 4.2 鋼支撐軸力模擬分析43-46
• 4.3 基坑位移模擬分析46-51
• 4.3.1 地表沉降數(shù)值模擬分析46-49
• 4.3.2 基坑坑底隆起數(shù)值模擬分析49-51
• 4.4 土體應力模擬分析51-53
• 4.5 本章小結53-54
• 第5章 內支撐條件下排樁支護結構優(yōu)化設計54-63
• 5.1 正交試驗設計的基本概念54
• 5.2 正交表及其基本性質54-56
• 5.2.1 正交表的類別54-55
• 5.2.2 正交表的基本性質55-56
• 5.3 正交試驗的分析方法56-58
• 5.4 正交試驗設計58-59
• 5.5 試驗運行及結果整理分析59-62
• 5.6 本章小結62-63
• 第6章 結論與展望63-65
• 6.1 結論63
• 6.2 展望63-65
• 參考文獻65-69
• 在學研究成果69-70
• 致謝70

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