深基坑开挖与土钉支护的数值模拟分析——以银川市万达广场深基坑工程为例

摘要

随着城市化进程的加快，城市建筑物呈现向高层或超高层以及地下工程发展的趋势。针对宁夏银川市城市建设的特点以及高层建筑物和深基坑工程刚刚起步的实际状况，本文以银川市万达广场深基坑工程为研究对象，以基坑开挖后的变形与稳定分析、支护结构作用为研究内容，以基于FLAC3D软件编写的基坑三维数值模型为研究工具，通过支护与未支护两种条件下的基坑开挖数值模拟，进行了基坑分步开挖时水平位移、沉降、应力及土钉支护结构效果等方面的分析与计算，以期对本地区基坑工程设计与施工以及地方规范的编制提供参考。论文主要研究内容与成果如下：
　　 （1）在大量阅读有关文献资料的基础上，对基坑变形机理、时间效应、空间效应以及基坑变形的预估分析方法和支护后地表沉降计算方法进行了讨论。以现行国家规范和有关地方规范为依据，分析了土钉支护的工作原理、选型原则与设计方法，对银川地区深基坑土钉支护体系的设计与相关计算方法进行了对比分析。
　　 （2）以银川市万达广场深基坑工程为背景，根据该基坑工程的勘察设计资料，利用FLAC3D数值计算软件建立了基坑开挖数值模型。
　　 （3）利用所建模型对未支护条件下的基坑开挖进行了数值模拟计算，分析了基坑开挖过程中的水平位移与竖向位移，确定了基坑受力薄弱部位。
　　 （4）对采用土钉支护条件下的基坑开挖进行了数值模拟计算，得出基坑分步开挖的水平位移、沉降、应力及支护结构特征。结果表明，基坑土体水平位移与土体沉降均随基坑开挖深度增加而加大；土钉支护后的土体侧向位移与沉降相对较小，土体得到了有效的控制。在基坑开挖部分，最大、最小主应力值要比没有开挖时小，靠近基坑底部处的最大、最小主应力值相对较大，可能会出现应力集中现象。开挖完成后土钉均承受拉应力，单根土钉最大拉力发生在中部，土钉轴力分布趋势呈抛物状。
　　 （5）将数值模拟结果与该基坑工程实测结果进行了对比分析，并对影响数值模拟计算结果的因素与模型存在的问题进行了分析与总结。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪 论

第二章 基坑变形分析与土钉支护计算

第三章 基于FLAC3D的基坑工程数值模拟方法

第四章 银川万达广场深基坑工程数值模拟

第五章 总结与展望

参考文献

致 谢

个人简介