基于弹性支点法的基坑排桩支护结构计算模型及方法研究

摘要

基坑工程涉及到岩土工程、结构工程等相关问题，复杂性高，设计理论的发展滞后于工程实际的需求。在实际工程中，支护结构很难达到极限状态下的位移，因此作用于支护结构上的土压力通常并不是主动土压力或者被动土压力，而是介于两者之间，并且与位移有关的位移土压力。
　　目前，国内计算深基坑排桩支护结构的方法主要是基于弹性支点法的增量法，该法可以有效地跟踪支护结构的变形过程，体现加载路径的影响，但作用在支护结构上的土压力采用主动土压力，与实际情况不符。
　　为此，本文主要完成以下研究工作:
　　(1)回顾了深基坑排桩支护结构的主要计算方法，研究了弹性支点法的计算理论、参数取值、土压力计算模型的确定以及其优缺点，对杆系有限单元法的基本原理和计算流程进行了阐述。最后，重点分析了增量法的基本原理、适用性以及其优缺点。
　　(2)针对增量法存在的缺陷，提出了基于弹性支点法的基坑排桩支护结构计算方法，编制了相应的计算程序，提高了计算精度。通过实例，对比分析了基于本文计算方法的计算结果与现场的实测结果，从桩身位移及桩身弯矩的分布情况充分证明了本文计算方法的可行性与适用性。
　　(3)对采用增量法和本文方法对中国邮政储蓄银行金融后台服务中心（一期）基的排桩支护结构进行了计算分析，分析了两种方法之间的差异性，并与实测结果进行了对比。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题的背景及研究意义

1．2 国内外研究现状综述

1．2．1 排桩支护结构土压力计算方法

1．2．2 基坑排桩支护结构设计方法

1．3 本文研究内容和技术路线

第二章 深基坑排桩支护设计方法

2．1 排桩支护结构的经典计算方法

2．1．1 连续梁法

2．1．2 “m”法

2．2 排桩支护结构的弹性支点法

2．2．1 弹性支点法简介

2．2．2 基床系数的确定方法

2．2．3 弹性支点法中土压力的计算模型

2．2．4 弹性支点法优缺点总结

2．2．5 弹性支点法中支撑应力计算的缺陷

2．3 排桩支护结构的杆系有限单元法

2．4 排桩支护结构的增量法

2．4．1 增量法的提出

2．4．2 增量法的计算理论

2．4．3 增量法存在的主要缺陷

2．5 小结

第三章 基于弹性支点法的基坑排桩支护结构计算方法

3．1 基本思路及计算模型

3．2 计算原理及公式

3．2．1 荷载增量的计算

3．2．2 节点荷载和节点刚度的计算

3．2．3 土压力的修正

3．2．4 水平支撑的计算

3．3 有限单元法的程序实现

3．3．1 单元划分

3．3．2 单元自动划分的主要步骤

3．3．3 单元刚度矩阵

3．3．4 整体刚度矩阵的形成

3．3．5 单元平衡方程及整体平衡方程

3．4 算例

3．4．1 工程概况

3．4．2 岩土层参数

3．4．3 现场实测结果和计算结果的对比

3．5 小结

第四章 深基坑排桩支护结构计算分析实例

4．1 工程背景

4．1．1 地质概况

4．1．2 桩身变形及受力监测

4．2 现场监测结果

4．2．1 桩身变形监测结果分析

4．2．2 桩身应力监测结果分析

4．2．3 桩身弯矩的监测结果分析

4．3 计算结果

4．3．1 岩土层和锚索参数

4．3．2 计算结果对比

4．4 小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

致谢

参考文献