基坑多道水平支撑系统连续破坏机理研究

发布时间：2020-05-09 11:56

【摘要】：在结构工程领域中,国内外早已对连续性倒塌这一方面作了深入的研究,随着国家城市化的发展,从20年代初开始,基坑工程不断踊现。相较于结构工程,基坑工程具有很强的区域性和不确定性,随着所处地域的场地条件和地下水条件的不同,差异性很大。随着我国城市化进程的加快,基坑的宽度、深度逐渐增加,周边环境逐渐变复杂,风险性也逐渐增大,一旦发生施工不当等情况,就会引起巨大的工程事故,造成不可估量的损失。因此,有必要开展基坑连续性倒塌方面的研究,提高重要基坑工程的安全储备,保证基坑工程具有一定的冗余度。目前在结构工程中所采用的抗连续性倒塌设计方法主要包括概念设计法、关键构件法、拉结强度法、拆除构件法。其中拆除构件法是在设计时模拟结构局部构件拆除,研究失效后的结构位移-力学情况,找出原结构中的薄弱区域,对结构进行优化设计,是最精确的抗连续性倒塌设计方法。本文的主要工作如下:(1)利用有限元软件ABAQUS建立了二维基坑多道水平支撑系统模型,结合拆除构件法及修改后的冗余度评价公式对模型进行线性静力法分析,找出基坑多道水平支撑系统中的“关键构件”。结果发现,当基坑最下道支撑失效时,基坑有很大概率由局部失效引发连续倒塌。在实际工程中,需对基坑最下道支撑重点关注。(2)对比分析了不同竖向支挡结构尺寸、不同支撑截面积、不同支撑间距对基坑局部失效后的影响,对基坑多道水平支撑系统进行优化研究。结果发现,适当增加距最下道支撑最近的水平支撑截面积或适当减小最下道支撑与距最下道支撑最近的水平支撑之间的距离,有助于保护基坑体系的传力路径,降低基坑发生连续性倒塌的概率。(3)利用冗余度评价方法对工程实例进行分析,验证了冗余度评价方法的可行性。(4)建立三维基坑多道水平支撑系统模型进行非线性动力分析,研究基坑局部失效后连续破坏的传递方法,提出了和在(轴力)水平传递系数及荷载(轴力)竖向传递系数,建议在基坑设计时予以考虑。
【图文】：

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对基坑的开挖设计、施工提出了更很强的区域性和个性特点，随所在地区或局部场不同，差异性很大。目前，相应的基坑工程设计即基坑稳定性验算、支护结构强度计算和基坑变性倒塌方面却少有提及。随着基坑工程开挖深度出现破坏导致基坑整体倒塌的事故层出不穷，造巨大。 20 日，新加坡地铁线 Nicoll 大道基坑突然坍塌，，3 人受伤；坍塌现场留下了一个深 30m 的塌陷，整个 Nicoll 大道受到严重损毁，已无法达到使期拖延，车站转移，造成巨大的人员伤亡及经济

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浙江科技学院硕士学位论文第 1 章绪论2005 年 7 月 21 日，广州市海珠广场基坑发生大面积连续倒塌事故如图 1-2所示，导致了 3 人死亡，8 人受伤,造成各种经济损失约 1 亿元。后经事故调查发现，由于土方运输队施工不当，，导致基坑南侧坡顶严重超载,使得基坑南边发生坍塌，基坑东南角的斜撑因变形过大而局部失效，使得基坑南面的海员宾馆基础部分发生破坏，导致该宾馆靠近基坑一侧坍塌,桩基外露并变形[6]。
【学位授予单位】：浙江科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU470

【参考文献】