深基坑开挖有限元模拟及实测数据分析研究

摘要

随着城市建设的发展，高层建筑和大量的地下工程不断涌现，伴随而来的是大量的深基坑施工工程问题。并且基坑规模和深度都在不断增加，更是给工程设计人员带来了前所未有的挑战。 天津地处于软土地区，地层软弱，地下含水丰富，本身地质条件就十分复杂。进行大型深基坑的施工难度和风险极大，同时又面临周围建筑物林立，地下管网密布，靠近道路施工等众多不利条件。因此必须在施工中保证围护结构安全，避免发生工程事故。对于深基坑工程而言，研究其开挖过程中的土体移动和支护体系的安全稳定是保证基坑工程安全的重要条件。 本文以天津市南开区某大型深基坑工程为背景进行了相关的分析和研究；在总结以往基坑工程研究成果的基础上，对施工监测数据进行了整理分析，得出了相关结论。结合工程实际和利于有限元分析的角度，利用有限元软件ANSYS对该深基坑工程的双层环梁支护体系进行了三维非线性有限元分析，分析时把土体、围护桩和内环梁支撑体系看作一个整体，同时考虑围护结构和土体的相互作用，分析了在不同工况条件下基坑支撑体系的应力变化情况。通过与现场实测数据的对比表明，双层内环梁支护体系对于该基坑工程是适合的、安全的，这种支护形式适合在本地区的大型深基坑工程中应用。最后，本文依据灰色理论编制相关的程序，提出了基坑变形预测的方法；该方法也可以进行支护体系内力预测，取得了良好效果。 通过上述研究，本文提出一种施工监测、有限元分析、不断预测的一种思想，使三者有机的结合起来，为实际工程提供理论依据和指导，有助于提高深基坑的设计水平和结构安全；并为类似的工程提供和积累宝贵经验。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1概述

1.2软土地区基坑的工程特点

1.3基坑工程的研究现状

1.4本文的主要工作

第二章大型深基坑工程实测研究

2.1工程实例概况

2.2深基坑工程进度安排及监测内容

2.3基坑变形实测数据分析

2.4基坑支撑体系实测数据分析

2.5本章小结

第三章基坑工程三维实体建模及有限元分析

3.1有限元原理及计算软件

3.2三维实体建模模拟

3.3基坑开挖过程模拟

3.4计算结果分析

3.5本章小结

第四章基坑变形综合分析及预测

4.1基坑变形机理及特征

4.2深基坑变形监测的布置原则

4.3基坑变形预测

4.4本章小结

第五章结论与展望

5.1本文的主要结论

5.2研究展望

参考文献

参加科研情况说明

致谢