温度作用对多层支撑地连墙围护结构受力变形的影响

发布时间：2017-08-07 11:08

  本文关键词：温度作用对多层支撑地连墙围护结构受力变形的影响

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【摘要】：随着建筑空间向地下发展,大量的深基坑工程涌现出来,深基坑工程施工的条件与环境也越来越复杂,且工程难度越来越大,提高深基坑工程的安全性势在必行。作为引发基坑安全事故的原因之一,环境温度变化对深基坑工程的影响不应忽视。本文将深入研究在基坑工程中广泛应用的多支撑地连墙围护结构在环境温度影响下的受力变形,应用有限元软件模拟多支撑地连墙围护结构的施工过程及其在温度作用下的受力变形,通过对比有无温度变化的围护体系受力变形以及不同因素影响的温度效应,探究温度作用对多层支撑地连墙围护结构受力变形的影响以及不同因素对围护体系温度效应的影响,并给出对工程设计施工有参考价值的建议。主要内容和结论如下：(1)采用有限元软件ABAQUS模拟多支撑地连墙围护结构的温度效应,详细解释参数的选取以及模型建立的方法,并用此方法模拟某实际基坑工程,将模拟的结果与监测的结果进行对比,以验证此方法的可行性。对比考虑温度影响与不考虑温度影响的模型,考虑温度影响的模拟结果比不考虑温度影响的更接近实测结果,建议在实际工程的设计施工过程中应考虑环境温度变化的影响。(2)以某深大基坑工程为背景工程建立基准模型,确立对比标准,将支撑轴力及地下连续墙的侧向位移作为主要考察项,探究影响基坑工程中温度作用在总的受力变形中所占比重的因素。研究表明,土体特性和支撑特性均对多层支撑地连墙围护结构的温度效应有一定的影响,且支撑特性的影响程度相对大些。(3)以基准模型为研究对象,探究不同温度场以及温度场作用下不同施工阶段对多支撑地连墙围护结构温度效应的影响,以期提出设计施工建议。研究发现：对于温度变化发生在施工过程中的情形,应以施工过程中出现的最大值作为设计施工方案的依据；环境温度变化发生在基坑开挖全阶段和在基坑开挖完成后的影响小于相同温度变化发生在基坑开挖某个阶段的影响：对于施工工期较长,且温度变化跨越整个开挖周期的工程,当环境温度变化高达30℃,即使环境温度恢复至初始状态,支撑轴力变化也高达24%以上,即支撑轴力很有可能超过设计允许值。
【关键词】：多支撑地连墙 温度效应 基坑开挖 有限元
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU476.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.1.1 基坑工程问题的复杂性10
• 1.1.2 基坑工程温度问题的重要性10-11
• 1.2 基坑工程围护体系温度问题研究现状11-14
• 1.2.1 基坑工程围护体系计算方法简介11-12
• 1.2.2 基坑围护体系温度问题计算方法简介12-14
• 1.3 有限元法与基坑工程的结合14-15
• 1.3.1 有限元法要点14
• 1.3.2 岩土工程分析方法要点14-15
• 1.3.3 有限元分析方法在基坑工程中的应用优势15
• 1.4 温度应力有限元理论15-16
• 1.5 本文主要内容16-18
• 第二章 多支撑地连墙温度应力有限元分析方法及实例验证18-30
• 2.1 有限元软件ABAQUS作为岩土工程分析工具的优势18
• 2.2 土体本构模型的选取18-19
• 2.3 修正剑桥模型简介19-21
• 2.3.1 正常固结线与回弹线19-20
• 2.3.2 临界状态线20
• 2.3.3 屈服面函数20-21
• 2.4 多支撑地连墙温度应力有限元分析过程21-23
• 2.4.1 创建部件21
• 2.4.2 创建材料和截面属性21-22
• 2.4.3 定义装配件22
• 2.4.4 设置分析步22
• 2.4.5 定义相互作用22
• 2.4.6 定义边界条件和荷载22-23
• 2.4.7 划分网格23
• 2.4.8 提交作业和后处理23
• 2.5 工程实例验证23-28
• 2.5.1 工程概况23-24
• 2.5.2 建立有限元模型24-25
• 2.5.3 模拟结果与实测结果对比25-28
• 2.5.4 不同模拟方法的结果对比28
• 2.6 本章小结28-30
• 第三章 多层支撑地连墙围护结构温度应力的影响因素30-54
• 3.1 有限元基准分析模型30-36
• 3.1.1 工程概况和模型建立30-32
• 3.1.2 基准模型温度效应分析32-36
• 3.2 土体特性的影响36-42
• 3.2.1 侧压力系数的影响36-38
• 3.2.2 弹性对数体积模量的影响38-40
• 3.2.3 塑性体积模量对数的影响40-41
• 3.2.4 应力比的影响41-42
• 3.3 支撑特性的影响42-52
• 3.3.1 支撑面积的影响43-44
• 3.3.2 支撑材料弹性模量的影响44-46
• 3.3.3 支撑线胀系数的影响46-48
• 3.3.4 支撑长度的影响48-49
• 3.3.5 支撑竖向相对位置的影响49-52
• 3.4 本章小结52-54
• 第四章 温度场差异对多层支撑地连墙围护结构温度效应的影响54-62
• 4.1 温度场变化所在施工阶段的影响54-58
• 4.2 不同温度场变化的影响58-61
• 4.2.1 环境温度逐步升高的温度场的影响58-59
• 4.2.2 环境温度恢复初始状态的温度场的影响59-61
• 4.3 本章小结61-62
• 第五章 结论与展望62-64
• 5.1 结论62-63
• 5.2 存在的问题和建议63-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-70
• 作者攻读硕士期间发表论文70

【参考文献】

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本文编号：634325