超深基坑桩锚支护结构受力变形监测及数值模拟

摘要

自1980年开始，我国建筑业的发展步伐不断加快，基坑工程在面积和深度方面展现更大更深的发展趋势。桩锚支护结构具有较强的适用性，是目前在实际工程中应用较多的一种支护结构，同时该结构在超深基坑工程中应用日益增多，但针对该方面的研究还处于贫乏阶段。本文针对这一实际情况，选取基坑深度较大的沈阳市盛京金融广场基坑工程进行现场监测，结合有限元数值分析方法在计算结构受力变形方面的突出优势，采用ADINA软件建立了该工程的平面模型，对该工程的开挖支护过程借助单元生死技术进行模拟。首先对监测结果进行研究，分析了桩顶位移、锚杆内力以及基坑周边建筑管线沉降发展规律。同时将监测数据与模拟数据相比较，验证了ADINA软件在超深基坑工程中的可应用性。然后分析总结了不同影响因素作用下支护结构内力和位移的变化规律，其中包括支护桩的长度、桩径及桩间距、锚杆预应力、堆载水平、堆载距基坑边缘距离和堆载宽度几个因素，得到在这几个因素变化情况下的支护桩的位移曲线、弯矩曲线以及剪力曲线。经过对比分析发现:加大锚杆预应力可以有效控制支护桩的位移，同时合理布置坑边堆载也可以减小支护桩的位移，当支护桩长度满足承载力要求后继续增大桩长对位移影响较小，改变支护桩的桩径和桩间距对支护桩的位移影响较小，但可以使内力沿桩身分布更均匀合理。希望本文的研究结果对实际工程设计和施工提供一定参考作用。

目录

声明

致谢

摘要

1．绪论

1．1 深基坑工程发展历程

1．2 深基坑支护结构形式

1．3 深基坑工程目前存在的问置

1．4 本文的研究内容

2．桩锚支护结构变形机理及计算方法

2．1 概述

2．2 桩锚支护结构的变形机理

2．2．1 桩锚支护结构构成

2．2．2 桩锚支护结构工作机理

2．2．3 桩锚支护结构变形特征及机理

2．2．4 基坑变形估算

2．3 土压力理论及支护结构设计计算方法

2．3．1 土压力理论

2．3．2 桩锚支护结构设计计算方法

3．基坑工程监测

3．1 工程概况

3．1．1 场地情况及地质条件

3．1．2 基坑支护方案

3．2 基坑监测

3．2．1 基坑监测的发展及特点

3．2．2 基坑监测目的及内容

3．2．3 监测方案

3．2．4 监测数据分析

4．深基坑支护的有限元法

4．1 概述

4．2 有限元法的计算原理

4．3 ADINA软件简介

4．4 材料的本构模型

4．4．1 钢材的本构模型

4．4．2 土的本构模型

4．5 桩土之间接触

4．6 初始地应力处理

4．7 单元生死技术

5．基坑工程数值模拟

5．1 基坑工程建模

5．1．1 模型参数选取

5．1．2 施加边界条件及荷载

5．1．3 划分网格生成单元

5．1．4 设置接触

5．1．5 施加初始地应力

5．1．6 设置单元生死

5．2 基坑模拟结果分析

5．2．1 模型位移分析

5．2．2 桩的入土深度

5．2．3 桩径、桩间距影响

5．2．4 锚杆预应力影响分析

5．2．5 堆载水平的影响分析

5．2．6 堆载距离的影响分析

5．2．7 堆载宽度的影响

6．结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历

学位论文数据集