某深基坑内支撑支护体系施工动态数值模拟及参数分析

发布时间：2018-04-15 22:07

本文选题：深基坑 + 内支撑　；参考：《合肥工业大学》2017年硕士论文

【摘要】：随着社会经济的不断发展,城市用地日趋紧张。地铁、地下管廊、大型地下商场等城市地下工程的大规模建设,使得基坑工程不断向着更大更深的方向发展。内支撑支护体系在深大基坑工程中具有良好的安全性和适用性,但目前常用的二维断面结构设计方法并不能真实反映内支撑、围护结构和土体之间的相互作用,对内支撑支护体系进行整体性能研究很有必要。本文以某深基坑支护工程为背景,对内支撑支护体系进行实测和数值分析,运用有限元软件MIDAS/GTS建立了三维数值模型,对动态施工过程进行了模拟。结合基坑施工现场监测结果,分析研究了支护体系的整体性能和变形规律,探索设计参数取值对支护结构的影响,并对原方案进行了优化。主要内容如下:(1)通过查阅相关文献和资料,概述基坑支护工程的特点以及不同支护方式在实际工程中的应用,总结国内外基坑变形计算和支护结构实用设计方法,为后续研究提供依据。(2)根据现场地质及周边环境条件,进行支护方案设计,结合场地变形要求和支护结构重点部位,制定工程监测方案,选用监测设备进行数据采集和整理。根据基坑支护工程变形监测结果,分析了施工过程中支护桩顶水平位移、支护桩深层水平位移、混凝土支撑轴力等的动态变化规律,建立了灰色理论预测模型,并基于监测数据探讨了预测模型的精度和可行性,为同类基坑工程的设计及施工过程的变形控制提供建议。(3)依据基坑支护工程设计文件,建立深基坑内支撑支护体系的三维有限元模型。根据具体施工工序建立分步工况,分析了支护体系在动态施工过程中的内力、位移变化规律,以及基坑开挖对周边环境的影响;同时将模拟结果与监测结果进行对比,验证有限元方法的可行性与有效性,为后续研究提供有效的数值模型。(4)基于内支撑支护体系三维有限元模型,分析各设计参数对支护体系性能的影响,对支撑刚度、围护结构刚度、圈梁(冠梁)刚度进行敏感性分析。结果表明,对支护体系性能影响最大的是支撑刚度,其次是围护结构刚度、圈梁(冠梁)刚度。基于上述研究,对原基坑支护方案进行了优化。计算结果表明,优化后的设计方案在变形增加较少的情况下,可以降低工程造价,具有良好的经济效益。
[Abstract]:With the development of the social economy , the urban land is becoming more and more tense . In this paper , the dynamic changes of the support system in deep foundation pit are analyzed . ( 4 ) Based on the three - dimensional finite element model of internal support and support system , the influence of each design parameter on the performance of support system is analyzed . The results show that the support stiffness , the rigidity of the enclosure structure and the stiffness of the ring beam ( crown beam ) are analyzed . The results show that the optimized design scheme can reduce the project cost and has good economic benefit .

【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU753

【参考文献】