掏土法纠偏有限元分析

摘要

纠偏技术的理论研究,大多单纯着眼于土体在应力释放后自身的变形状况,很少考虑到结构和基础的变形及上部荷载的变化与土体变形的相互影响.该文借鉴结构设计中的基础与上部结构共同作用理念,运用ANSYS有限元分析软件,在探讨了单元类别的选择、材料属性选择、载荷、边界条件和分析类别的确定、求解器、求解方法与收敛准则的选择等与有限元建模相关内容的基础上,建立了上部结构和土体共同作用的三维有限元模型.对掏土纠偏过程做了以下9个方面的分析:1、土体在自重作用下的沉降分析;2、建筑物在使用阶段的沉降分析;3、建筑物在使用阶段的内力分析;4、土体受扰动类型分析;5、均匀冲水施工过程分析;6、同一个地方冲水量大小不同对建筑物沉降影响分析;7、不同沉井冲水对建筑物沉降影响分析;8、进深不同的土层冲水对建筑物沉降影响分析;9、不同埋深土体冲水对建筑物沉降影响分析.得出不均匀沉降结构的内力分布情况与普通结构的区别,冲水掏土纠偏过程中建筑物沉降的规律,以及不同施工方法对沉降的影响.最后总结了冲水掏土纠偏过程中建筑物沉降的规律,以及该方法的不足之处.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.1.1课题研究背景

1.1.2建筑物倾斜原因分析

1.1.3目前主要的纠偏技术及选择

1.1.4掏土纠偏法的原理和值得注意的问题

1.1.5课题研究的意义

1.2研究现状与本课题的主要内容

1.2.1掏土纠偏理论研究

1.2.2基础与上部结构共同作用的相关理论

1.2.3本课题将要研究的内容

第二章工程实例简介

2.1 工程概况

2.2 论计算方法得到的计算结果

2.2.1基底土层应力分析

2.2.2地基沉降分析

2.3不均匀沉降原因分析

2.4 纠偏设计

第三章有限元模型建立

3.1有限元理论简介

3.1.1有限元法

3.1.2弹性与弹塑性本构模型

3.1.3弹塑性有限变形理论

3.2土体与结构各部分有限元模型

3.2.1土体有限元模型

3.2.2接触单元模型

3.2.3基础梁、上部结构梁柱单元模型

3.2.4板单元模型

3.2.5墙砌体单元模型

第四章有限元模型的实现

4.1 ANSYS程序简介

4.1.1 ANSYS的主要技术特点

4.1.2功能简介

4.2 ANSYS建模前处理

4.2.1单元类别的选择

4.2.2材料属性选择

4.2.3载荷、边界条件和分析类别的确定

4.2.4求解器、求解方法与收敛准则的选择

4.3有限元模型

4.3.1网格划分结果

4.3.2载荷图

4.3.3边界条件

第五章纠偏前建筑物沉降和结构内力有限元分析

5.1土体在自重作用下的沉降

5.2建筑物在使用阶段的模拟结果

5.2.1沉降分析

5.1.2内力分析

第六章深井冲水掏土有限元分析

6.1掏土对土扰动分析

6.2掏土模拟方法分析

6.3深层冲水分析

6.3.1各井均匀冲水沉降分析

6.3.2冲水量大小对沉降的影响

6.3.3冲水井位置对沉降的影响

6.3.4水平冲水进深的影响

6.3.5冲水土体埋深不同对沉降的影响

第七章结论与建议

参考文献

致谢