考虑土结共同作用的建筑物掏土纠倾仿真研究

摘要

近年来，对于纠倾技术的理论研究，已成为结构和岩土工程领域的热点问题。但到目前为止，大多数的理论研究都单独集中掏孔后土体在应力释放后自身的变形状况，或仅考虑到基础和地基变形之间的相互影响，很少考虑到上部结构和基础变形之间的相互影响。实际建筑物是由上部结构、基础和地基组成的完整系统，三者之间是相互影响共同作用的。掏土纠倾要深入到基础下土层进行掏土，掏土孔周的塑性区变化与上部结构和基础的刚度密切相关。在纠倾过程中，不考虑上部结构、基础和地基之间的相互作用对掏土孔周土体塑性区的研究，必将与实际存在较大差异。因此，为更准确的模拟掏土纠倾过程，很有必要建立上部结构、基础和地基共同作用的有限元模型。
　　本文以江苏某11层住宅楼的纠倾加固工程为背景，借鉴结构设计中的上部结构、基础和地基共同作用理论，运用ABAQUS有限元分析软件，根据现场工程资料，分别建立了考虑上部结构、基础和地基共同作用的建筑物纠倾有限元模型和不考虑共同作用的建筑物纠倾有限元模型。对住宅楼的掏土纠倾过程进行了三维有限元模型分析，做了以下4个方面的分析:考虑共同作用和不考虑共同作用的建筑物沉降对比分析;考虑共同作用和不考虑共同作用的孔周土体mises应力对比;考虑共同作用和不考虑共同作用的孔周土体位移对比;考虑共同作用的纠倾后与纠倾前的上部结构应力对比分析。得出不均匀沉降结构在纠倾时考虑共同作用和不考虑共同作用土体掏土孔周应力及位移的差异，并将两者和现场实测数据进行对比，验证考虑共同作用的建筑物纠倾技术的可行性与合理性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．1．1 课题研究背景

1．1．2 课题研究意义

1．2 国内外纠倾技术研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本文研究的主要内容及技术路线图

1．3．1 本文研究的主要内容

1．3．2 本文技术路线图

第2章 纠倾技术的简介

2．1 建筑物倾斜原因分析

2．2 目前主要的纠倾加固技术

2．2．1 目前主要的纠倾技术

2．2．2 目前主要的加固技术

2．3 建(构)筑物倾斜的控制标准

2．4 水平掏土纠倾法的理论分析

2．5 本章小结

第3章 共同作用相关理论

3．1 传统分析方法简介

3．2 共同作用分析方法简介

3．3 上部结构、基础和地基刚度分析

3．3．1 上部结构刚度分析

3．3．2 基础刚度分析

3．3．3 地基刚度分析

3．4 基于共同作用理论的分析方法

3．4．1 子结构分析法

3．4．2 等效地基刚度矩阵法

3．4．3 有限元、无限元、接触单元耦合法

3．5 本章小结

第4章 建筑物纠倾技术的有限元模拟

4．1 工程概况

4．1．4 建筑物的纠倾加固方案设计

4．2 建筑物纠倾的有限元模型建立

4．2．1 ABAQUS有限元分析软件简介

4．2．2 ABAQUS中的本构模型

4．2．3 ABAQUS有限元建模简介

4．2．4 考虑共同作用的建筑物纠倾有限元模型建立

4．2．5 不考虑共同作用的建筑物纠倾有限元模型建立

4．3 模拟结果分析

4．3．1 考虑共同作用和不考虑共同作用的建筑物沉降对比分析

4．3．2 考虑共同作用和不考虑共同作用的孔周土体mises应力对比

4．3．3 考虑共同作用和不考虑共同作用的孔周土体位移对比

4．3．4 考虑共同作用在纠倾后与纠倾前的上部结构应力对比分析

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况