型钢水泥土连续墙关键技术研究

摘要

随着我国经济的迅速发展，在更多的城市中，开始大规模地兴建高层建筑和地下轨道交通，地下工程向更深部发展，伴随着人们对地下空间的广泛需求，基坑已经不可避免地越挖越深，这一点从一些大型工程的施工数据中已经得到了充分的体现，因此说基坑工程技术也需要与时俱进，探索研究新技术新方法。在基坑工程中，传统的基坑围护方式已经不能满足现代施工的需要，而型钢水泥土连续墙基坑围护技术，由于墙体的刚度大、止水性能良好、对变形的控制能力较强，而且产生的废料少具有较好的环保性能，应用的前景必将更加广阔。
　　本文首先对型钢水泥土连续墙的材料性能进行分析，为组合结构的工作性能分析提供基础。然后通过模型试验，对单H型钢组合构件、双H型钢组合构件以及箱形截面型钢组合构件的抗弯性能进行了研究。利用ABAQUS软件对模型试验中各组合构件进行数值模拟分析，并把分析得出的结果与模型试验的结果相比较，验证了模型试验结果的可靠性。
　　最后对组合结构在前两个工作阶段的抗弯性能以及组合结构抗弯时型钢的整体稳定性进行了理论分析，得出了水泥土自身的刚度对组合结构刚度贡献的计算式以及在水土压力作用下型钢整体失稳时的临界弯矩的计算方法。
　　通过本文的研究，主要有以下成果：
　　（1）水泥土的性能受到原状土本身的性质、水泥掺入比、龄期等的影响；
　　（2）水泥土自身是有一定刚度的，水泥土对组合结构刚度贡献的大小与墙体的含钢率有关，在工程常见的情况下，由于含钢率较高，水泥土自身刚度小，这种贡献是非常微小的，可以忽略不计；
　　（3）由于水泥土对型钢的有效约束作用，阻止了型钢的侧移和扭转，提高了型钢的承载能力；
　　（4）模型试验中提出了一种箱形截面型钢，由于箱形截面型钢的自身稳定性好，在抵抗水土压力的过程中对水泥土的约束的依赖性降低，即使在水泥土不能对型钢产生有效约束的情况下，使得组合结构中的箱形截面型钢不至于发生失稳；
　　对于本文中提出的箱形截面型钢，由于在基坑工程结束之后要对型钢进行拔出回收利用，目前对箱形截面型钢的拔出方法和设备的研究还不足，这些需要接下来做进一步的考虑。

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1绪论

1.1引言

1.2 型钢水泥土连续墙技术的特点及其发展状况

1.3 型钢水泥土连续墙技术目前的研究现状

1.4本文主要研究目的及内容

2型钢水泥土连续墙中的材料性能分析

2.1水泥土的物理力学性能

2.2型钢水泥土连续墙中型钢的材料性能

2.3本章小结

3.型钢水泥土连续墙的抗弯性能模型试验研究

3.1钢构件的制作及准备

3.2水泥土的制备

3.3组合构件的制作

3.4试验装置及试验过程

3.5试验结果与分析

3.6 本章小结

4.有限元数值模拟与结果分析

4.1 试验分析与数值分析计算的对比

4.2 ABAQUS在岩土工程中的应用

4.3ABAQUS中分析模型的建立

4.4 各组合结构试件的有限元分析结果

4.5 本章小结

5. 型钢水泥土连续墙的抗弯性能及型钢稳定性的理论分析

5.1型钢水泥土连续墙抗弯性能理论分析

5.2 型钢水泥土连续墙受弯的稳定性研究

5.3本章小结

6.结论与展望

6.1本文的主要结论

6.2下一步的工作和展望

参考文献

致谢

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