本文關(guān)鍵詞：環(huán)形支護(hù)深基坑工程的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究與有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：深基坑工程是巖土工程研究領(lǐng)域著重研究和探索的一個(gè)重要課題,隨著我國(guó)城市化水平的不斷提高,基坑向著更深、更大以及周邊環(huán)境更復(fù)雜的方向發(fā)展,這一發(fā)展趨勢(shì)不僅加大了深基坑的設(shè)計(jì)與施工難度,同時(shí)也使深基坑工程的安全風(fēng)險(xiǎn)大大增加。如何克服這些問(wèn)題并使得深基坑能夠更加安全,一直是工程界和學(xué)術(shù)界十分重視的一個(gè)研究方向。環(huán)形支護(hù)是近些年發(fā)展起來(lái)的一種新的支護(hù)形式,專門用于深大基坑支護(hù)。它的出現(xiàn)使深基坑在發(fā)展中所產(chǎn)生的各種問(wèn)題得到了有效地解決,是一種非常有效的支護(hù)方式。但是由于相關(guān)理論的落后,人們對(duì)環(huán)形支護(hù)以及環(huán)形支護(hù)下的深基坑在實(shí)際工程中所出現(xiàn)的各種現(xiàn)象和問(wèn)題缺乏理解和認(rèn)識(shí)。本文以太原市某采用環(huán)形支護(hù)體系的深基坑工程為研究對(duì)象,以實(shí)際工程的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)為基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理分析,探討該深基坑環(huán)形支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力和變形規(guī)律。然后利用有限元軟件對(duì)環(huán)形支護(hù)下的深基坑建立仿真模型并進(jìn)行計(jì)算,通過(guò)模擬計(jì)算討論了環(huán)形支護(hù)下的深基坑變形的整體情況,并對(duì)比不同工況下環(huán)形支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果,從而進(jìn)一步理解和認(rèn)識(shí)環(huán)形支護(hù)以及環(huán)形支護(hù)下深基坑所出現(xiàn)的各種現(xiàn)象以及所存在的問(wèn)題,進(jìn)而為實(shí)際工程中提高環(huán)形支護(hù)的設(shè)計(jì)水平和保障施工安全提供一定的理論依據(jù),同時(shí)也能為今后類似的深基坑工程提供一些有利用價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)與建議�；谝陨�,本文所得到的主要結(jié)論有:1、支護(hù)樁樁頂水平位移隨基坑施工過(guò)程的進(jìn)行持續(xù)增長(zhǎng),環(huán)形支撐系統(tǒng)的架設(shè)及拆除使樁頂位移呈現(xiàn)階梯狀增長(zhǎng)。受其它兩方向支護(hù)樁的限制,基坑角部的支護(hù)樁比基坑中部的支護(hù)樁樁頂水平位移小�；痈浇ㄖ锏淖灾丶暗孛娑演d會(huì)對(duì)鄰近位置的樁頂水平位移造成影響,如本文中位于基坑西南側(cè)的測(cè)點(diǎn)zds-08,由于其附近建筑物較大且堆載較多,使得其最大位移達(dá)到24mm接近位于基坑中部測(cè)點(diǎn)zds-06的24.6mm。支護(hù)樁樁頂沉降的趨勢(shì)總體是隨基坑深度的增加而增大并隨著施工的結(jié)束趨于穩(wěn)定的,但坑底回彈和基坑的時(shí)空效應(yīng)會(huì)使這種增長(zhǎng)趨勢(shì)反復(fù)。支護(hù)樁在支撐體系與土體的共同作用下,其深層水平位移的沿樁身的變形曲線表現(xiàn)為樁頂和樁底小而中部大的弓型曲線。且樁身最大水平位移出現(xiàn)的位置隨著土方開挖深度的增大而逐漸下移,其位置隨著土方開挖結(jié)束而趨于穩(wěn)定,大約在樁身深度的1/2處。2、基坑施工階段,環(huán)形支撐系統(tǒng)中環(huán)梁和支撐梁的軸向力主要表現(xiàn)為壓力,體現(xiàn)出了環(huán)形結(jié)構(gòu)的受力特征,且在施工開始后隨著基坑深度的增加而增大直至趨于穩(wěn)定,但這種穩(wěn)定是在一定范圍內(nèi)波動(dòng)的穩(wěn)定。周圍地面荷載和下層支撐(如本文中拆除土臺(tái)而架設(shè)的鋼支撐)的架設(shè)及拆除會(huì)影響環(huán)梁和支撐梁的受力,如基坑西南方向附近荷載較大,而位于此處的環(huán)梁測(cè)點(diǎn)zcl10和支撐梁測(cè)點(diǎn)zcl13,其軸力的分別最大值達(dá)到13028kn和4062kn,而基坑北向附近荷載較小,位于此處環(huán)梁測(cè)點(diǎn)zcl8和支撐梁測(cè)點(diǎn)zcl5的這兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的軸力最大軸力值分別只有3603kn和1498kn。再如2014年11月至12月及2015年2月這兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)環(huán)梁支撐體系軸力出現(xiàn)較大波動(dòng),而這兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)正在做鋼支撐的架設(shè)與拆除工作。3、通過(guò)對(duì)環(huán)形支護(hù)下的深基坑工程進(jìn)行有限元仿真模擬,得到基坑整體的變形規(guī)律:水平方向上,基坑周圍的土體都呈現(xiàn)出向坑內(nèi)移動(dòng)的趨勢(shì),且隨著基坑開挖的進(jìn)行周邊土體的位移越來(lái)越大。環(huán)形內(nèi)支撐可以控制土體水平位移,使其位移變化速率減小。另外,位于坑邊中間位置的土體的位移大于位于拐角位置的土體,體現(xiàn)了基坑的邊角效應(yīng)。豎直方向上,伴隨開挖的進(jìn)行,基坑周圍土體整體出現(xiàn)下沉,且最大的下沉位置并不是出現(xiàn)在基坑的邊緣,而是出現(xiàn)在與基坑邊緣有一定距離的地方;坑底土體出現(xiàn)回彈隆起,且隆起量隨著開挖深度的增加而越來(lái)越大。開挖完成時(shí),由于圍護(hù)墻體對(duì)土的摩擦作用約束了土體的隆起,致使坑底出現(xiàn)中部隆起量較大,而兩邊較小的現(xiàn)象。4、有限元是一種解決環(huán)形支護(hù)下深基坑工程問(wèn)題的好方法。雖然其計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值在數(shù)值上存在一定差異,但二者的變形和變化趨勢(shì)還是基本類似的。因此,利用有限元可以提前對(duì)基坑的受力變形的趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè),并為開挖之前的相應(yīng)設(shè)計(jì)做出指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：深基坑工程 環(huán)形支護(hù) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 有限元
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU753
【目錄】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 深基坑工程概述15-22
• 1.2.1 深基坑工程的特點(diǎn)[1-3]15-16
• 1.2.2 深基坑工程的發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 深基坑工程的結(jié)構(gòu)型式17-19
• 1.2.4 環(huán)形支護(hù)在深基坑工程的應(yīng)用19-22
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容22-24
• 第二章 深基坑工程現(xiàn)場(chǎng)狀況24-31
• 2.1 工程概況24
• 2.2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件24-29
• 2.2.1 工程地質(zhì)條件24-28
• 2.2.2 水文地質(zhì)條件28-29
• 2.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)選型與布置29-31
• 第三章 深基坑現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方案31-43
• 3.1 試驗(yàn)?zāi)康暮驮O(shè)計(jì)原則31-32
• 3.1.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>31-32
• 3.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則32
• 3.2 試驗(yàn)內(nèi)容及測(cè)點(diǎn)布設(shè)32-38
• 3.2.1 試驗(yàn)內(nèi)容32-34
• 3.2.2 測(cè)點(diǎn)布設(shè)34-38
• 3.3 試驗(yàn)方法38-40
• 3.3.1 支護(hù)樁樁頂水平位移的試驗(yàn)方法38
• 3.3.2 支護(hù)樁樁頂豎向位移的試驗(yàn)方法38-39
• 3.3.3 支護(hù)樁深層水平位移的試驗(yàn)方法39
• 3.3.4 支撐軸力的試驗(yàn)方法39-40
• 3.4 試驗(yàn)頻率及報(bào)警值40-41
• 3.5 試驗(yàn)影響因素分析41-43
• 第四章 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成果整理與分析43-49
• 4.1 施工工序43-44
• 4.2 支護(hù)樁樁頂水平位移44-45
• 4.3 支護(hù)樁樁頂豎向位移45-46
• 4.4 支護(hù)樁深層水平位移46-47
• 4.5 支撐內(nèi)力47-49
• 4.5.1 環(huán)梁軸力47-48
• 4.5.2 支撐梁軸力48-49
• 第五章 深基坑開挖的有限元分析49-74
• 5.1 有限元法49-52
• 5.1.1 有限元法的基本思想49
• 5.1.2 有限元法的求解過(guò)程49-51
• 5.1.3 有限元法在基坑工程分析中的基本思路51-52
• 5.2 ABAQUS有限元模擬原理52-54
• 5.2.1 ABAQUS有限元軟件簡(jiǎn)介52
• 5.2.2 ABAQUS計(jì)算分析的基本步驟[48-50]52-54
• 5.3 ABAQUS在深基坑工程中的應(yīng)用54-61
• 5.3.1 土體本構(gòu)模型54-57
• 5.3.2 接觸分析應(yīng)用57-61
• 5.3.3 深基坑開挖模擬61
• 5.4 環(huán)形支護(hù)基坑三維仿真計(jì)算模型的建立61-74
• 5.4.1 計(jì)算模型的介紹61-65
• 5.4.2 計(jì)算結(jié)果的分析65-74
• 第六章 結(jié)論與建議74-76
• 6.1 結(jié)論74-75
• 6.2 建議75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 致謝80-81
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81

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