连拱式型钢水泥土搅拌墙的基坑支护性能研究

摘要

随着城市化建设的推进，地下空间的开发利用率得到大幅度提高。为了保证基坑工程的安全性和经济性，对基坑支护结构提出了更高、更严格的要求。同时由于岩土体的复杂多样性，工程概况复杂的基坑工程往往存在着较大的安全隐患，因此，基坑支护的问题已经成为基坑工程中的热点、难点和重点之一。
　　本文在研究直线式型钢水泥土搅拌墙基坑支护力学性能的基础上，结合连拱式支护结构的优点，提出了一种新的支护结构型式——连拱式型钢水泥土搅拌墙支护结构。主要研究内容及结论如下：
　　（1）结合基坑工程的设计、施工和监测，利用PLAXIS有限元软件对直线式型钢水泥土搅拌墙基坑支护的力学性能进行分析研究，结果显示直线式型钢水泥土搅拌墙支护结构能达到很好的挡土、止水效果，且能有效地控制基坑外侧和顶部的土体变形，对其它基坑工程支护设计有一定的借鉴意义；
　　（2）归纳总结了连拱式支护结构的研究现状，阐述了土压力计算理论和基坑支护设计计算方法，基于土力学和结构力学理论，提出了连拱式型钢水泥土搅拌墙支护结构的计算模型，从水平向和竖向两个方向分析，推导了连拱式组合支护结构简化为两铰拱时，任意一个截面的受力状态；
　　（3）利用 ABAQUS有限元软件建立连拱式型钢水泥土搅拌墙基坑支护结构的三维有限元模型，考虑了墙体与土体、墙体与型钢之间的相互作用，采取分层开挖，对支护结构进行详细的位移和应力分析，结果显示连拱式型钢水泥土搅拌墙支护结构能有效地控制基坑外侧和顶部的土体变形，可应用于实际工程中；
　　（4）通过改变拱跨、拱厚、拱矢高、拱脚桩直径、型钢翼缘厚度和型钢腹板厚度，对连拱式型钢水泥土搅拌墙支护结构进行详细的支护性能分析，结果显示在满足支护结构强度的基础上，应尽量选用较大的拱跨、较小的拱厚、较小的拱矢高和较小拱脚桩直径；由于在工程结束后，可以对型钢进行拔除并重新利用，因此通过增大型钢翼缘厚度和腹板厚度来提高连拱式型钢水泥土搅拌墙支护结构的强度，有利于降低工程造价。

目录

声明

1 绪论

1. 1 课题来源

1. 2 引言

1. 3 连拱式组合支护结构研究现状

1. 4 型钢水泥土相互作用研究现状

1. 5 本文研究内容和方法

2 直线式型钢水泥土搅拌墙基坑支护的力学性能分析

2. 1 引言

2. 2 工程概况

2. 3 数值模拟

2. 4 本章小结

3 连拱式组合支护基本理论

3. 1 土压力计算理论

3. 2 基坑支护计算方法

3. 3 连拱式支护结构简化计算模型

3. 4 本章小结

4 连拱式型钢水泥土搅拌墙支护结构的三维数值分析

4. 1 有限元模型的建立

4. 2 水平位移分析

4. 3 竖向位移分析

4. 4 支护结构内力分析

4. 5 土压力分析

4. 6 本章小结

5 连拱式型钢水泥土搅拌墙的支护性能分析

5. 1 算例设计

5. 2 支护性能分析

5. 3 本章小结

6 结论与展望

6. 1 主要结论

6. 2 展望

参考文献

个人简历

科研成果

致谢