不同加固方式对深基坑变形影响的数值分析

摘要

随着我国城镇化建设进程的加快，基坑工程的规模越来越大，若基坑设计不合理，会影响基坑的稳定性及其周围环境的安全和正常使用。坑底加固可以改善土体的物理力学参数，抑制基坑的变形，增强基坑的稳定性，但其费用较高，因此，确定合理的加固范围、选择合适的加固方式及其组合十分重要。
　　本文运用有限元软件ABAQUS建立三维弹塑性模型，模拟了深基坑内坑底加固对基坑变形的影响，讨论了坑底加固不同影响因素及不同坑底加固方式对坑底隆起和围护结构侧向位移的影响，并探讨了(坑底加固+工程桩)对基坑变形的影响，得出了一些结论和规律，主要的研究内容和成果如下：
　　1、分析了加固体刚度、宽度、位置变化等影响因素对坑底隆起和围护结构侧向位移的影响，结果表明：坑底隆起和围护结构的侧向位移随加固体刚度、宽度的增大而减小，但存在一个合理的加固范围；基坑变形随加固体离坑底距离的增大而增大，坑底土体应从坑底开挖面处开始加固。
　　2、讨论了满堂、裙边、抽条、格栅等四种不同加固方式对坑底隆起和围护结构侧向位移的影响，结果表明：在抑制坑底隆起的效果上，由大到小依次是满堂、格栅、抽条、裙边加固，裙边加固可以有效提高加固范围之内土体的抗隆起作用；在抑制最大侧向位移的效果上，四种不同加固方式相差不大。
　　3、探讨了满堂加固、工程桩、(满堂加固+工程桩)、(裙边加固+工程桩)这四种不同加固方式对基坑变形的影响，结果表明：在抑制坑底隆起的效果上，由大到小依次是(满堂加固+工程桩)、(裙边加固+工程桩)、工程桩、满堂加固；工程桩对抑制围护结构侧向位移的作用要小一些，而其他三种不同加固方式在抑制最大侧向位移的效果上相差不大。
　　4、对于不同地区的工程地质条件和基坑变形的控制要求，使用合理的加固方式以及不同加固方式的组合，不仅可以保证基坑的安全和环境影响的要求，而且还可以降低成本。
　　5、通过对实际的基坑工程进行模拟计算分析，得出有限元模拟值与计算值、实测值基本吻合，验证了有限元模型的合理性以及数值模拟分析所得的规律的正确性。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 课题研究的目的与意义

1.4 论文内容及结构安排

1.5 本章小结

第二章 基坑变形和坑底加固的相关理论

2.1 基坑变形的计算方法

2.2 土体本构模型

2.3 坑底加固的理论

2.4 本章小结

第三章 不同坑底加固方式对深基坑变形的数值分析

3.1 ABAQUS有限元计算软件

3.2 有限元计算模型

3.3 不同坑底加固体对深基坑变形的计算分析

3.4 不同坑底加固方式对深基坑变形的计算分析

3.5 本章小结

第四章 坑底加固和工程桩相结合对深基坑变形的数值分析

4.1 计算模型

4.2 满堂加固和工程桩相结合对深基坑变形的影响

4.3 裙边加固和工程桩相结合对深基坑变形的影响

4.4 不同加固方式组合对深基坑变形影响的比较

4.5 本章小结

第五章 工程实例

5.1 工程概况

5.2 工程地质条件

5.3 基坑围护和坑底加固方案

5.4 有限元计算模型

5.5 计算结果分析

5.6 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢