深基坑新型支撑结构数值模拟分析与工程应用

摘要

随着我国城市化建设的快速发展，地下空间得到了广泛的开发和利用。目前，深基坑工程应用于多种建设工程上，已成为岩土工程的重要领域之一。在深基坑工程设计和施工中，新理论、新技术和新工艺也不断的涌现，但如何安全高效地围护深基坑一直是工程技术难题之一。为此，本论文开展了深基坑新型支撑结构数值模拟分析与工程应用工作。
　　本论文以安庆市恒大绿洲四期基坑工程为背景，进行了新型支撑结构数值模拟分析与工程应用研究。首先，通过支护体系中预应力施加对基坑变形破坏影响的分析，提出采用鱼腹梁新型支撑体系，并分析了其受力特点。然后，采用MIDAS中的GTSNX数值模拟软件，对施加预应力和不施加预应力下鱼腹梁支撑体系进行计算模拟分析。结果表明，鱼腹梁体系在施加预应力的情况下改善了围檩受力，可有效减小深基坑的变形。同时还使用GEO5岩土工程软件对该基坑开挖每个工况进行建模分析，预测了各个工况受力变形大小。同时，研究分析了围护结构的嵌固深度、有无加固土以及加固土的宽度和内支撑的位置对基坑开挖变形的影响，为安全施工提供了依据。最后，对基坑施工进行了现场监测，并与模拟计算结果进行了对比分析，确保了该基坑施工安全。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容和方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

2 基坑设计计算方法及变形破坏形式

2．1 设计计算方法

2．2 岩土体的本构模型

2．3 深基坑的变形及破坏形式

2．3．1 深基坑的主要特点

2．3．2 深基坑变形分析

2．3．3 深基坑工程破坏形式

3 鱼腹梁支撑体系及预应力施加

3．1 鱼腹梁新型支撑体系

3．2 预应力对钢支撑刚度的影响

3．2．1 对撑水平刚度计算

3．2．2 角撑水平刚度计算

3．2．3 预应力对支撑体系水平刚度的影响

3．3 鱼腹梁和对角撑施加预应力对基坑变形的影响

3．3．1 预应力对对角撑的影响

3．3．2 预应力对鱼腹梁的影响

3．4 预应力对土压力的影响

4．1 工程概况

4．2 工程地质条件

4．2．1 岩土工程特性

4．2．2 土层主要参数

4．3 基坑设计方案

4．3．1 总体方案

4．3．2 围护结构设计

4．3．3 水平支撑体系设计

5 支撑结构数值模拟与分析

5．1 建立模型

5．2 计算结果

5．3 施加预应力与未施加预应力对比

5．4 本章小结

6 基坑开挖工况模拟及影响因素分析

6．1 计算方法分析

6．1．1 弹性支点法

6．1．2 弹塑性共同变形法

6．2 深基坑支护结构分析过程

6．3 结构分析的基本模型

6．4 建模过程

6．5 计算结果分析

6．6 弹塑性共同变形法与弹性支点法计算结果对比

6．7 基坑开挖围护体变形的影响因素

6．7．1 基坑内被动加固土对墙身的影响

6．7．2 围护结构的嵌固深度的影响

6．7．3 不同支撑布置位置对围护结构变形的影响

6．8 本章小结

7 基坑施工监测

7．1 监测点布置

7．2 监测结果

7．3 结果对比

7．3 基坑工程的应急预案

8 结论与展望

8．1 结论

8．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果