ANSYS在地铁深基坑支护模拟中的应用研究

摘要

随着人类文明的飞速发展,地下工程及地下轨道交通也随之进入了快速发展的时期,但是随着地下工程的飞速发展其安全问题也日益呈现出来。正是在这个前提下,本文利用理正深基坑软件和ANSYS有限元软件在昆明市白云路站地铁深基坑工程的工程背景下对基坑支护系统进行了稳定性验算并着重对该深基坑的开挖过程进行了模拟分析。
　　首先,本文从回顾基坑工程发展的现状着手,分别对深基坑工程有限原理理论的应用现状和ANSYS有限元模拟软件应用于基坑开挖的现状进行了介绍。
　　其次,介绍了钢支撑系统的相关基本理论,并使用理正深基坑支护设计软件F-SPW6.0对昆明市白云路站地铁深基坑进行了内力与变形的计算,并进行了稳定性验算,得到该基坑工程处于稳定状态。
　　再次,从本构模型谈起,进一步介绍了有限元的基本理论和ANSYS中的接触模型,为下一章的ANSYS模拟最铺垫。
　　最后,先介绍了本章模拟所选用的ANSYS单元及各个参数,然后使用ANSYS有限元模拟软件对白云路地铁基坑开挖过程进行模拟,并得出了各个开挖阶段的数据,通过模拟数据进行了挡土墙厚度及钢支撑刚度最佳取值的研究,并得出了适于本基坑工程的最佳挡土墙厚度和钢支撑刚度;最后将ANSYS模拟所得的相关数据与基坑开挖过程中的监测的数据以及理正软件的计算数据进行了对比和分析,发现模拟与监测以及理正计算得到的数据的变化规律等情况较为近似,能够较真实的反应实际情况,进而说明本文使用ANSYS有限元软件对该基坑开挖模拟的正确性,可以为今后类似的工程提供一定的参考价值。

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第一章 绪论

1.1 基坑工程的研究背景

1.2 基坑工程有限元理论研究现状

1.3 有限元模拟软件应用于基坑开挖的现状

1.4本文的主要研究内容

第二章 钢支撑、深基坑的理论介绍及F?SPW 6.0的应用

2.1 钢支撑的特点2.1.1钢支撑的优点

2.2 钢支撑的破坏类型

2.2深基坑变形基本理论

2.3利用理正软件对白云路地铁站深基坑开挖过程进行分析计算2.3.1对理正深基坑支护设计软件的简介

2.4本章小结

第三章 有限元及相关基本理论介绍

3.1 有限元法及 ANSYS 软件简介

3.2 土体本构模型

3.3 D-P准则在ANSYS中的应用

3.4 ANSYS中接触单元理论介绍

3.5本章小结

第四章 利用ANSYS对白云路地铁站基坑进行模拟分析

4.1 ANSYS基本假定和单元类型的介绍4.1.1 ANSYS对模拟的基本假定

4.2 本地铁站基坑工程的简介4.2.1 地铁站基本情况介绍

4.3 地层初始应力场的确定

4.4 深基坑开挖施工的模拟及数据分析4.4.1 开挖施工模拟

4.5 在模拟开挖过程中支护体系中部分构件参数取值研究4.5.1地下挡土墙厚度最佳取值研究

4.6钢支撑安装与拆除4.6.1钢支撑介绍及安装

4.7基坑监测与监测结果分析4.7.1基坑监测部分项目的方法

4.8基坑开挖监测数据结果分析

4.9本章小结

第五章 结论及展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

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