本文關(guān)鍵詞：矩形工作坑可復(fù)用支護(hù)體系研究

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【摘要】：當(dāng)前矩形工作坑的開挖及支護(hù)方式存在施工周期長(zhǎng)、工藝復(fù)雜、成本高、對(duì)周圍環(huán)境影響大、支護(hù)材料回收率低等缺點(diǎn)。本文通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度校核、數(shù)值分析、編制軟件等手段,設(shè)計(jì)了一套基于傳力裝置、立柱、支撐板材、連接螺栓等結(jié)構(gòu)單元通過現(xiàn)場(chǎng)拼接的手段而成的支護(hù)體系。該套支護(hù)體系主要適用于截面尺寸為5m×5m,深度不超過5m的小型工作坑,在滿足基本的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上,還具有施工方便快捷、周期短、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)。此外,還針對(duì)該套支護(hù)體系編制了相應(yīng)的設(shè)計(jì)軟件,力求信息化施工。從而為搶險(xiǎn)等緊急工程贏取時(shí)間,為城市當(dāng)前及后續(xù)建設(shè)提供可靠保證。其中主要工作如下:首先,矩形工作坑可復(fù)用支護(hù)體系的材料統(tǒng)一選擇為Q235鋼結(jié)構(gòu)單元,豎向立柱可以通過傳力裝置、氣錘或是小型鉆機(jī)成孔的方式埋設(shè)到預(yù)計(jì)深度,整體結(jié)構(gòu)由數(shù)層支撐板材拼接成的矩形截面通過連接螺栓逐層固定于立柱上而形成。詳細(xì)闡述了支護(hù)體系的結(jié)構(gòu)型式、工作原理、拼裝工藝和設(shè)計(jì)理論,并針對(duì)土壓力逐層增大的情況,采用分層計(jì)算的方式,合理優(yōu)化了支撐板材的厚度,然后結(jié)合工程實(shí)例,敘述了設(shè)計(jì)流程,根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)值驗(yàn)證了立柱剛度選擇和尺寸設(shè)計(jì)的可行性及支撐板材尺寸設(shè)計(jì)的合理性。其次,通過GTS NX數(shù)值模擬技術(shù)建立了支護(hù)體系的三維模型,考慮了建模條件、單元選取形式、邊界范圍、施工工藝等因素,對(duì)支撐板材變形、立柱變形及工作坑的沉降和隆起等情況進(jìn)行了分析,其中支撐板材的最大變形值、立柱的最大變形值、工作坑的沉降和隆起值均滿足設(shè)計(jì)要求,并且最大變形值的位置與實(shí)際相一致,進(jìn)一步驗(yàn)證了該套支護(hù)體系在工作坑應(yīng)用中的實(shí)際可操作性和工程合理性。最后,編制了矩形工作坑可復(fù)用支護(hù)體系設(shè)計(jì)軟件,詳述了軟件的設(shè)計(jì)流程,實(shí)現(xiàn)了智能化土層參數(shù)錄入、土壓力值計(jì)算和板材厚度的設(shè)計(jì)、立柱強(qiáng)度校核、螺栓強(qiáng)度校核、凸起內(nèi)力分析、坑底穩(wěn)定驗(yàn)算,通過工程實(shí)例進(jìn)行了試算,并與手算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,進(jìn)一步驗(yàn)證了軟件的實(shí)際可操作性和結(jié)果準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：矩形工作坑 支護(hù)體系 立柱 支撐板材 GTS NX
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【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4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 研究目的和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 支護(hù)型式研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.2 工作坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3 急待解決的關(guān)鍵問題19-20
• 1.4 研究?jī)?nèi)容與科學(xué)問題20-24
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容20-22
• 1.4.2 擬解決的關(guān)鍵問題22-24
• 第2章 可復(fù)用支護(hù)體系整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24-44
• 2.1 概述24-26
• 2.2 結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)26-29
• 2.2.1 立柱設(shè)計(jì)26-27
• 2.2.2 支撐板材設(shè)計(jì)27-28
• 2.2.3 螺栓設(shè)計(jì)28
• 2.2.4 傳力裝置設(shè)計(jì)28-29
• 2.3 側(cè)向土壓力分析29-30
• 2.4 結(jié)構(gòu)計(jì)算理論分析30-38
• 2.4.1 支撐板材強(qiáng)度校核30-31
• 2.4.2 立柱強(qiáng)度校核31-34
• 2.4.3 螺栓強(qiáng)度校核34-35
• 2.4.4 支撐板材背部凸起內(nèi)力分析35-38
• 2.5 坑底穩(wěn)定性分析38-39
• 2.5.1 坑底抗隆起穩(wěn)定驗(yàn)算38
• 2.5.2 坑底管涌安全驗(yàn)算38-39
• 2.5.3 抗承壓水頂破粘性土覆蓋層驗(yàn)算39
• 2.6 施工工藝39-41
• 2.7 拼裝工藝41
• 2.8 拆除工藝41-42
• 2.9 安全施工措施42-43
• 2.10 本章小結(jié)43-44
• 第3章 支護(hù)體系實(shí)例分析44-59
• 3.1 工程概況44
• 3.2 側(cè)向土壓力計(jì)算44-45
• 3.3 立柱尺寸的確定45-47
• 3.4 支撐板材尺寸的確定47-48
• 3.5 螺栓強(qiáng)度校核48
• 3.6 支撐板材背部凸起內(nèi)力分析48-49
• 3.7 數(shù)值分析技術(shù)49-57
• 3.7.1 數(shù)值分析方法49-50
• 3.7.2 土體本構(gòu)模型50-51
• 3.7.3 數(shù)值模擬假設(shè)條件51-52
• 3.7.4 數(shù)值模擬分析52-57
• 3.8 本章小結(jié)57-59
• 第4章 支護(hù)體系程序設(shè)計(jì)59-68
• 4.1 概述59
• 4.2 軟件設(shè)計(jì)流程59-63
• 4.2.1 參數(shù)錄入59-61
• 4.2.2 土壓力計(jì)算61
• 4.2.3 板材厚度設(shè)計(jì)61-62
• 4.2.4 立柱強(qiáng)度校核62
• 4.2.5 螺栓強(qiáng)度校核62
• 4.2.6 凸起內(nèi)力分析62-63
• 4.2.7 坑底穩(wěn)定驗(yàn)算63
• 4.3 軟件開發(fā)63-65
• 4.3.1 軟件開發(fā)環(huán)境63-64
• 4.3.2 用戶界面設(shè)計(jì)64
• 4.3.3 軟件功能模塊設(shè)計(jì)64-65
• 4.4 軟件的應(yīng)用65
• 4.5 本章小結(jié)65-68
• 第5章 結(jié)論與建議68-70
• 5.1 結(jié)論68
• 5.2 建議68-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 附錄76

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號(hào)：701425