地下工程抗浮锚杆受力机理及设计优化研究

摘要

抗浮锚杆是建筑工程地下结构抗浮措施的一种。目前，抗浮锚杆相关研究方向主要集中在抗浮锚杆的力学性能、施工设计、承载力影响因素等方面。对于大型地下工程抗浮锚杆整体受力机理及其抗浮锚杆的优化研究则较为少见，缺少抗浮锚杆内力的长期监测数据。 针对以上问题，通过数值模拟、现场锚杆拉拔试验及对工程锚杆内力的长期监测的方法，了解抗浮锚杆工作时的受力状态和变化规律，为抗浮锚杆的优化设计提供依据。主要研究方法及内容为： ①抗浮锚杆的数值模拟：与实际工程紧密结合，研究和选取合适的参数，建立规范的模型，满足辅助优化设计的目的。 ②抗浮锚杆的拉拔试验：通过荷载—位移曲线，分析抗浮锚杆受力时的变形特征，研究抗浮锚杆的受力机理。 ③抗浮锚杆的内力监测：在实际工程的抗浮锚杆上安装内力监测装置，并解决内力长期监测时数据可靠性和传输方法的难题。通过分析内力-时间曲线，分析施工进度变化对抗浮锚杆内力的影响。 ④抗浮锚杆的受力机理研究：通过分析数值模拟计算结果、现场拉拔试验结果及锚杆内力监测结果，研究地下工程抗浮锚杆的受力状态、受力变形及内力随时间的变化规律，分析抗浮锚杆受力变形特征及影响因素。 ⑤抗浮锚杆优化设计方法：利用数值模拟的方法作为辅助，现场试验和锚杆内力监测作为验证手段，对抗浮锚杆的设计提出优化方法。 通过以上研究，分析和验证了抗浮锚杆的受力机理，总结了优化设计的方法，得到了抗浮锚杆内力变化的实测数据，取得的主要结论为：由于主楼与裙房的荷载差异，会引起不同位置抗浮锚杆受力的不同，因此抗浮锚杆设计及施工时应着重加以考虑；建议抗浮锚杆的优化设计方法主要以规范为主，借助数值计算方法辅助，提高计算精度，考虑抗浮锚杆受力差异；由于上部荷载和地下水位随施工进度的变化，抗浮锚杆开始工作后，其轴力随时间的变化会经历3个阶段：轴力减弱阶段、轴力增强阶段和平稳阶段。

目录

声明

第 1 章 绪 论

1.1 引言

1.2 国内外研究文献综述

1.3 本文的研究内容及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

1.4 关键问题

1.4.1 抗浮锚杆的优化设计方法

1.4.2 抗浮锚杆的受力机理

1.4.3 抗浮锚杆内力的长期监测

第 2 章 抗浮锚杆的数值模拟研究

2.1 有限元计算原理

2.2 MIDAS—GTS岩土分析

2.2.1 本构模型

2.2.2 单元类型

2.2.3 边界条件

2.2.4 荷载条件

2.3 依托工程概况

2.3.1 场地概况

2.3.2 工程地质概况

2.3.3 抗浮锚杆概况

2.4 设计假定及参数

2.4.1 计算假定及参数

2.4.2 计算参数

2.5 模型建立

2.6.1 变形分析

2.6.2 内力分析

2.6.3 锚杆布置优化

2.7 小结

第 3 章 抗浮锚杆拉拔试验与监测

3.1 抗浮锚杆内力检测（工程一）

3.1.1 工程概况

3.1.2 场地工程地质概况

3.1.3 试验锚杆概况

3.1.4 试验方法

3.1.5 试验结果

3.2 抗浮锚杆内力检测（工程二）

3.2.1 工程概况

3.2.2 场地工程地质概况

3.2.3 试验锚杆概况

3.2.4 试验方法

3.2.5 试验结果

3.3 抗浮锚杆内力监测

3.3.1 监测设备及测量原理

3.3.2 监测方案

3.3.3 监测目的

3.3.4 监测数据分析

3.4 小结

第 4 章 抗浮锚杆受力机理及优化设计

4.1 抗浮锚杆受力机理分析

4.1.1 受力状态分析

4.1.2 受力变形分析

4.2 抗浮锚杆优化设计

4.2.1 内力随时间变化分析

4.2.2 抗浮锚杆设计中存在的问题

4.2.3 抗浮锚杆优化设计方法

4.3 小结

结论与展望

1 结论

2 展望

参考文献

致谢

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