深基坑土钉支护结构设计及分步开挖的有限元分析

摘要

深基坑支护技术是目前岩土工程领域的难点和热点问题之一。本文采用理论分析和数值计算相结合的方法，开展深基坑土钉支护结构设计及分步开挖的研究，对深基坑土钉支护工程的设计与施工具有较好的理论和实际意义。 本文取得了以下主要成果： 在总结分析深基坑工程土钉支护研究现状的基础上，指出了土钉支护设计中存在的支护理论、土钉弯剪应力、土钉稳定性分析等方面的不足问题。 通过阐述深基坑开挖过程的有限元理论与方法，分析了深基坑开挖前的初始应力场、位移场的形成，对开挖荷载的形成和计算提出了见解。 通过讨论PLAXIS有限元软件中所选用的莫尔一库仑屈服条件函数的应用范围，确定了杨氏模量、泊松比、粘聚力、内摩擦角、剪胀角等五个基本参数的使用条件和取值原则。 利用PLAXIS有限元软件对长沙市某深基坑土钉支护工程分步开挖进行了模拟计算，并与施工过程中全程动态监测的数据进行对比，验证了本文所采用的方法及程序的可靠性和实用性，对深基坑土钉支护工程的设计与施工具有较好的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2土钉支护的研究现状

1.2.1土钉支护技术概述

1.2.2土钉支护的研究现状

1.2.3土钉支护设计存在的问题

1.3本文研究的主要内容

第二章土钉支护结构的设计

2.1土钉支护结构的设计内容

2.2土钉支护结构的设计步骤

2.3土钉支护结构的设计参考原则与经验

2.4土钉支护结构的设计方法

2.4.1设计方法分类

2.4.2直接设计法

2.4.3分析设计法

2.4.4极限平衡条分法

第三章基坑分步开挖的有限元理论

3.1初始地应力场的计算

3.2开挖荷载的形成与计算

3.3开挖单元与结点的处理

3.4开挖过程的有限元模拟

第四章深基坑分步开挖工程实例分析

4.1 PLAXIS大型有限元程序简介

4.2莫尔—库仑屈服条件

4.3莫尔—库仑模型的基本参数

4.4深基坑工程概况

4.4.1场地工程地质条件

4.4.2地下水

4.4.3力学性能参数

4.4.4基坑支护设计

4.4.5信息化施工

4.5深基坑分步开挖的有限元计算

4.5.1几何模型

4.5.2网格划分

4.5.3初始条件

4.5.4计算结果与分析

第五章结论和展望

5.1文章结论

5.2工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果