深基坑桩锚土钉复合支护结构的变形及内力计算

摘要

随着现代建筑不断的向高空发展，对地基要求的提高，基坑工程向深、大方向发展。基坑工程的设计仅仅满足强度要求已经不够，还要满足变形控制的要求，这就要求在设计阶段要对基坑的变形有合理的计算和预测。 本文回顾了基坑工程的发展和现状，对目前存在的问题进行了总结分析，总结了土压力、变形计算方法理论的发展历史，对各种计算方法进行了分析、比较、总结，指出了各种方法的优点和局限。 目前基坑设计计算方法中，有的并未考虑基坑开挖过程中变形的影响，如常规设计方法；有的简单地考虑了变形的影响，如弹性抗力法。但是目前的基坑变形计算中，加在支护结构上的主要荷载——土压力的计算都采用的是经典土压力计算方法。即土体变形达到极限状态时的压力，不考虑基坑的开挖过程中支护结构和土体的变形对土压力的影响。目前，土体位移和土压力之间的关系的研究成果很多，但很少有人将位移土压力理论进一步应用于变形计算中。 本文将考虑变形对土压力的影响的位移士压力理论进一步应用于支护结构的变形计算中，对弹性抗力法进行了小小的改进，使之用于基坑工程的变形预测，同时为设计提供依据。选择较有代表性的桩锚土钉联合支护的实例，并借助大型数值模拟软件——FLAC<'3d>对基坑的开挖和支护过程中的内力和变形进行模拟。一方面，运用模拟的结果与其他方法的计算结果进行比较；另一方面，用数值模拟的结果，为本文方法的相关参数的选取提供依据。在本文的位移土压力的计算过程中就是应用了FLAC的变形计算结果，并将据此计算出的土压力作用于支护结构上，结合弹性抗力法计算出支护结构的变形和内力，并与FLAC、理正设计软件的设计结果以及相关的实测数据进行对比。计算过程中发现，对于深度在五米以上的基坑，支护结构的变形大小对于土压力的变化是很敏感的。对于深基坑来说，引入位移土压力理论计算变形是很有意义的。 结果的对比分析显示，引入位移土压力理论的变形计算的结果远小于运用经典土压力的计算方法进行设计的理正软件计算的结果，而且更接近实测值；此方法的结果略大于FLAC的结果，但这两种方法与实测结果都比较接近。证明将位移土压力理论进一步引入变形计算的做法对于变形预测以及指导工程设计向更安全更经济的方向发展是具有一定的意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1引言

1.2基坑工程简介

1.3基坑工程的特点

1.4基坑工程存在的主要问题

1.5本文所做的工作

1.5.1技术路线

1.5.2本文所做工作

第二章 基坑支护理论与实践发展

2.1基坑支护工程发展历史

2.2基坑支护结构的分类和特点

2.2.1传统方法的特点

2.2.2改良方法的特点

2.2.3喷锚网支护法的特点

2.2.4土钉和复合型土钉墙法的特点

2.3基坑支护结构的选择

2.4基坑的变形

2.4.1基坑变形的特征和类型

2.4.2基坑开挖变形的特点与规律

2.4.3基坑的变形控制

2.5基坑的内力和变形计算方法研究

2.5.1基坑变形研究现状

2.5.2支护结构计算方法

2.5.3常规设计方法

2.5.4弹性抗力法

2.5.5有限元分析法

第三章引入位移上压力理论的变形计算方法

3.1将位移土压力理论引入变形计算的思路

3.2位移土压力理论

3.3引入位移土压力理论进行变形计算

3.3.1计算步骤

3.3.2工程实例

3.3.3计算简化

3.3.4计算过程

第四章支护结构变形的FLAC3d计算与分析

4.1岩土工程数值模拟方法

4.2 FLAC3d简介

4.2.1 FLAC3的特点

4.2.2三维快速拉格朗日元法的基本原理

4.3工程实例模拟计算

4.3.1 FLAC3d模型的建立

4.3.2节点连接问题

4.4 FLAC计算结果分析

4.4.1位移分析

4.4.2内力分析

4.5几种方法计算结果的对比

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加的科研项目

致谢