考虑空间效应的深筒形基坑支护结构简化分析

发布时间：2020-05-08 09:45

【摘要】：基坑支护结构具有空间效应,深筒形基坑支护结构的空间效应更加明显。现有基坑工程设计计算方法还没有能够考虑空间效应,因此本文针对深筒形基坑支护结构提出适用于工程设计应用的考虑空间效应的简化计算方法。本文针对深筒形基坑支护结构主要做了以下几方面研究:(1)研究均质土体中深筒形基坑空间效应问题。首先,基于启明星软件对深筒形基坑支护结构的内力及位移进行二维计算;基于三维计算进行对比分析计算,同时分析不同压缩模量参数变化时,深基坑支护桩结构的受力及变形规律,并与二维平面计算结果进行对比分析。分析表明:二维平面计算的内力及位移结果远大于三维计算相应结果,而三维计算能够体现深筒形基坑的空间效应。(2)结合天津地区深筒形基坑的三个实际工程案例,对深筒形基坑二维及二维迭代计算的设计方法进行分析。首先,应用启明星软件对支护桩的内力及位移进行计算;同时,在弹性抗力法理论基础上,修正支撑的刚度系数进行迭代计算,寻找FRWS对支护桩剖面计算水平位移与BSC平面框架计算后的位移协调点。分析表明:(1)未能体现角部桩与中部桩的内力及位移差异,不能体现空间效应。(2)基于启明星软件的迭代计算求解支护结构变形协调点不具普适性。(3)结合上述三个深筒形基坑工程案例,对深筒形基坑支护结构考虑空间效应进行三维计算分析。基于三维计算软件(PLAXIS 3D)建立深筒形基坑模型,考虑深筒形基坑支护结构的空间效应,研究支护结构内力及位移的变化规律,同时与二维平面计算软件结果进行比对分析。分析表明:(1)二维平面计算的内力及位移结果远大于三维计算相应的结果。(2)中部支护桩变形大于端部支护桩,而内力小于端部支护桩,体现了深筒形基坑的整体空间效应。(3)随着深筒形基坑开挖深度的不断增大,变形不断增大,最大位移处不断下移,内力不断增大,最大位移及内力值均出现在基坑底面附近,验证了基于三维计算的有效性和正确性。(4)针对均质土深筒形基坑提出考虑空间效应的设计简化计算方法。方法一:根据三维计算结果,可适当将中部桩体的截面减弱。方法二:根据BSC平面计算结果确定一定高程处桩体的平面位移,反推相应支座反力并进行迭代计算。简化计算方法适用于工程实际应用,以实现均质土深筒形基坑考虑空间效应设计。
【图文】：

天津大学硕士学位论文2.2 基坑支护结构体系经典理论算法在深基坑工程中，，土压力是作用在支护结构上的主要荷载。因此在计算及分析深基坑工程问题中，首要问题就是确定支护结构上符合实际情况的侧向土压力值。根据支护结构的位移方向和大小的不同，将存在静止土压力、主动土压力、被动土压力三种不同的极限状态，如图 2-1 所示[53]。

图 2-10 平面弹性抗力法计算简图[1]技术规程推荐采用m法，即基床系数随来计算基坑开挖面以下的地基水平向基件中弹性抗力法的应用基坑支护计算软件有：同济启明星、理依据均为弹性抗力法，在此弹性抗力法对启明星软件中对弹性抗力法的应用进多选用《建筑基坑支护技术规程(JGJ1坑支护桩体的位移及内力计算中，将基率m线性增大，主动侧土压力开挖面以按矩形分布。在启明星m值的选择中，]选择相应土体的m值，也可在启明星中当无法判断坑底隆起值时，可按经验值
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU753

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本文编号：2654494