桩锚支护结构内力及位移分析计算的精细积分法

摘要

基坑工程是岩土工程领域的一个十分重要的组成部分，也是建筑工程技术的一个关键环节，它的成败关系整个建筑的安全。随着城市建设高速发展，涌现出大量带地下室的高层建筑和城市地铁工程，由此带来的深基坑工程也越来越多。桩锚支护因为具有其独特的优势，已成为深基坑支护中一种最常用的支护结构。
　　 本文基于弹性地基梁法，采用“矩形分布”模型，将基坑底部以下被动土压力看作连续弹簧支座。本文的计算分析主要分考虑圈梁作用与不考虑圈梁作用两种情况。
　　 在不考虑圈梁作用时将支护桩看作两端自由的铁摩辛柯梁;考虑圈梁作用时，引入并联铁摩辛柯梁模型，将支护桩看作计及剪切变形的梁，通过弹性圈梁协同工作。从总势能出发分别建立两种情况下桩锚支护结构内力及位移分析的哈密顿求解体系，利用两端边值问题的精细积分法中的区段混合能矩阵及边界条件推导边界其他未知广义位移及广义力，然后用边值问题的精细积分法对桩进行分析，画出桩身内力和位移曲线，导出相关数据。总之，本文基于哈密顿体系和精细积分法给出了一套桩锚支护结构内力及位移分析的新方法，并用Matlab语言编制相应的分析程序，最后通过具体的算例分析，将本文与文献结果进行对比，进而验证本文方法的可行性与可靠性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 深基坑支护的特点

1．3 国内外研究现状

1．3．1 桩锚支护深基坑研究现状

1．3．2 哈密顿对偶体系及研究现状

1．3．3 精细积分算法及研究现状

1．4 本文研究内容

1．5 本文研究的技术路线及关键问题

第2章 基本理论

2．1 哈密顿原理和哈密顿正则方程

2．1．1 哈密顿原理

2．1．2 哈密顿正则方程

2．2 两端边值问题的精细积分法

2．2．1 区段混合能的计算

2．2．2 区段混合能的合并消元

2．3 “弹性支撑”区段混合能的考虑

2．4 本章小结

第3章 土压力计算理论

3．1 土压力的分类

3．1．1 静止土压力

3．1．2 主动土压力

3．1．3 被动土压力

3．2 土压力计算理论

3．2．1 静止土压力的计算

3．2．2 Rankine土压力理论

3．2．3 Coulomb土压力理论

3．3 地下水对土压力的影响

3．3．1 水压力计算

3．3．2 水土压力分算

3．3．3 水土压力分算

3．3．4 水土分算法和水土合算法的讨论

3．4 本章小结

第4章 深基坑支护结构设计计算

4．1 桩锚支护结构的侧移计算

4．1．1 概述

4．1．2 桩锚支护结构的构造及工作机理

4．1．3 桩锚支护结构特点

4．1．4 桩锚支护结构分析方法

4．2 计算模型

4．2．1 桩锚支护结构分析的哈密顿体系

4．2．3 数值计算

4．3 计算实例与分析

4．3．1 算例一

4．3．2 算例二

4．4 本章小结

第5章 排桩的计算分析

5．1 基本假定和计算模型

5．1．1 基本假定

5．1．2 计算模型

5．2 协同分析的哈密顿函数及正则方程

5．2．1 排桩的总势能

5．2．2 拉格朗日方程

5．3 圈梁的刚度矩阵

5．4 计算实例与分析

5．4．1 实例一

5．4．2 实例二

5．5 本章小结

结论与展望

结论

建议和展望

参考文献

致谢

个人简介

攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果