移动荷载作用下基坑支护结构响应分析

摘要

近几年来,随着经济的快速发展,车辆的数量日益增多,城市道路交通流量不断增大且超载现象时常发生,邻近基坑行驶的车辆荷载对基坑支护结构的影响也随之加剧。以往在基坑支护设计中很少考虑邻近车辆荷载的影响,且车辆荷载也只是作为等效的静荷载进行考虑。因此,研究移动荷载对基坑支护结构的响应具有重要的工程实用价值及理论意义。
　　本文以沃尔德中心工程为背景,拟采用半波正弦荷载作为本文移动荷载的模版,通过ANSYS数值模拟探讨了移动荷载作用下基坑支护结构的响应情况,主要研究结论有:
　　(1)锚杆轴向应力在移动荷载作用下均有不同程度的增大,第一道锚杆响应比第二道锚杆要明显,且其变化幅度更大;在不同速度的移动荷载作用下,速度越小,锚杆轴向应力的响应越充分,应力大小变化越明显;速度越大,其产生的响应越小,锚杆轴向应力大小变化不大。
　　(2)桩顶侧向位移和竖向位移在移动荷载作用下的变化是波动的;车速1m/s时平均侧向位移为0.1961mm、平均竖向位移为2.91mm,车速8m/s时平均侧向位移为0.154mm、平均竖向位移为2.76mm,车速20m/s时平均侧向位移为0.085mm、平均竖向位移为2.53mm;在不同速度的移动荷载作用下,速度越快,移动荷载对支护桩侧向位移和竖向位移的影响将越来越小;而速度过快,响应可能发生突变,存在响应失真的可能;且移动荷载对竖向位移的影响要明显大于其对侧向位移的影响。
　　(3)桩体不同位置处的位移在移动荷载作用下波动趋势一致,从桩顶到桩底,侧向位移和竖向位移越来越小,波动幅度也越来越小。
　　(4)周围土体的位移在移动荷载作用下的波动曲线大体相同。距离车辆荷载越近处的土体,其侧向位移和竖向位移越大,且波动幅度也越大;移动荷载周围土体的侧向位移比支护桩侧向位移要小,而竖向位移比支护桩竖向位移要大。

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景及研究意义

1.2 基坑工程研究现状

1.2.1 基坑工程发展历史

1.2.2 我国基坑工程的特点

1.2.3 基坑支护设计计算方法

1.3 移动荷载对结构影响研究现状

1.4 论文的研究思路和内容

第2章 移动荷载分析

2.1 移动荷载描述

2.1.1 移动点源荷载

2.1.2 移动线源荷载

2.1.3 移动面源荷载

2.2 移动荷载选取

2.3 本章小结

第3章 移动荷载作用下支护桩动力响应分析

3.1 基坑支护桩水平动力分析

3.2 本章小结

第4章 考虑移动荷载的基坑土压力计算

4.1 经典土压力理论概述

4.1.1 朗肯土压力理论

4.1.2 库仑土压力理论

4.2移动荷载作用下的土压力计算

4.2.1 基本假定

4.2.2 理论分析

4.3 本章小结

第5章 工程实例的模拟与分析

5.1 工程实例概况

5.1.1 工程概况

5.1.2 工程地质条件

5.1.3 基坑变形观测方案

5.2 有限元模型的建立及参数的选取

5.2.1 ANSYS有限元软件简介

5.2.2 基坑数值模型的建立

5.3 数值模拟与监测对比

5.4 本章小结

第6章 基坑支护结构动力响应分析

6.1 不同速度下锚杆轴向应力分析

6.2 位移分析

6.2.1 侧向位移分析

6.2.2 竖向位移分析

6.3 本章小结

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

附录 硕士在读期间论文发表情况