深基坑地下连续墙支护结构变形数值模拟分析

摘要

深基坑工程是一门综合性较强的学科，其理论的完善和工程技术的进步直接推动了我国城市建设的发展。由于基坑周围环境限制，必须防止基坑开挖对周围建筑和地下管网设施的变形破坏。目前深基坑工程设计已逐步由强度控制转变为变形控制，如何有效控制基坑变形，使深基坑工程既安全又合理，在当今深基坑设计和施工中显的尤为重要。
　　本文概述了基坑工程发展现状和基坑支护设计常用设计方法，分析了各种设计理论的适用性，重点阐述了有限元方法在数值模拟中的应用，并结合某地区深基坑工程实例，借助MIDAS/GTS通用有限元软件构建三维数值模型，并对基坑开挖支护的全过程进行分步模拟。通过计算得出了深基坑沿x，y,z方向的位移云图并对其进行分析，得到了深基坑开挖过程中基坑的变形和坑外土体位移的变化规律，并找出了连续墙和坑外土体容易产生最大水平位移的范围和控制变形的关键位置。
　　本研究针对影响地下连续墙支护结构变形的因素进行了分析，对不同的连续墙刚度、支撑刚度和地下连续墙入土深度分别建立计算模型，得出了地下连续墙围护结构在不同参数影响下的深基坑变形的曲线图，从而分析了不同参数变量对基坑变形的影响作用，从而达到了对基于变形控制下的地下连续墙围护结构在设计时，进一步优化设计参数使其既安全合理又经济节约的目的。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 深基坑工程研究意义

1．2 国内外深基坑的发展过程

1．3 国内外地下连续墙的发展过程及研究现状

1．3．1 国内外地下连续墙的发展过程

1．3．2 地下连续墙的国内外研究现状

1．4 地下连续墙支护体系

1．4．1 地下连续墙的特点

1．4．2 地下连续墙的适用条件

1．4．3 地下连续墙的分类和结构形式

1．5 本文研究的内容

第2章 基坑围护体系计算理论

2．1 基坑围护系统的设计原则

2．2 土压力理|论

2．2．1 静止土压力

2．2．2 库伦土压力理论

2．2．3 朗肯土压力理论

2．3 特殊情况下的土压力

2．3．1 基坑边有超载时的土压力

2．3．2 坡顶地面非水平时的土压力

2．3．3 支护结构后为非均质填土时的土压力

2．4 结构计算方法与要求

2．4．1 各类支挡结构的内力计算基本方法

2．4．2 挡土结构计算要求

2．5 支挡结构内力分析

2．5．1 弹性支点法

2．5．2 空间弹性地基板法

2．5．3 连续介质有限元法

2．6 本章小结

第3章 基坑有限元分析方法简介

3．1 有限元理论概论

3．2 有限元法的实现过程

3．3 MIDAS GTS软件撅述

3．3．1 GTS分析功能

3．3．2 GTS单元类型

3．3．3 GTS材料本构模型

3．3．4 GTS的工程应用范围

3．4 GTS作业流程

3．5 本章小结

第4章 地下连续墙的数值模拟分析

4．1 工程实例简介

4．1．1 工程概况

4．1．2 场地工程地质条件

4．1．3 工程设计参数

4．1．4 基坑支护体系

4．2 几何模型的建立

4．2．1 几何模型和材料参数

4．2．2 网格划分和边界条件

4．2．3 施工阶段分析

4．3 模拟分析

4．3．1 支护结构变形对比

4．3．2 空间效应影响分析

4．3．3 坑外地表及深层土体的水平位移

4．4 变形影响因素分析

4．4．1 连续墙刚度的影响

4．4．2 支撑刚度的影响

4．4．3 地下连续墙入土深度的影响

4．5 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

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