双排桩—锚索支护体系理论分析与数值模拟

发布时间：2017-03-22 10:15

  本文关键词：双排桩—锚索支护体系理论分析与数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济的发展和城市建设,城市里涌现出越来越多高层建筑。这些高层以及超高层建筑使得基坑逐渐加深,复杂程度日益加剧。同时,越来越多的基坑支护方式也应运而生。双排桩-锚杆支护体系作为一种较新型的支护形式,充分发挥了双排桩与锚杆的技术优势,在控制基坑变形方面效果显著。目前,国内外对双排桩支护体系的研究取得了不小成果,但在一些复杂的问题上还存在不足。为了让双排桩-锚杆支护体系能够更好应用到工程实践中,有必要对其进行系统深入的研究。本文对双排桩锚杆支护体系进行了较详细的理论分析,并以广州某超深基坑支护工程为背景,利用PLAXIS对双排桩-锚索支护结构进行了数值模拟分析,主要研究内容与结论如下：(1)阐述了双排桩和双排桩-锚杆支护结构的技术发展和研究现状,总结当前该两种支护结构的应用与研究所存在的问题。(2)基于已有的研究成果和监测资料,推导基于能量理论的双排桩桩间土压力计算公式。算例计算表明,本文推导的桩间土压力计算公式求解值与比例系数法求解值误差很小,该公式具有一定的合理性。(3)结合能量法土压力计算模型与基本假设,建立双排桩-锚杆支护结构的理论分析模型。探讨该模型的内力与变形解析解。该模型有良好的理论基础,但手算过程繁琐可以通过编程手段解决。(4)以广州某超深基坑工程为研究对象,利用PLAXIS有限元分析软件对该工程的施工过程进行了数值模拟,深入分析了双排桩-预应力锚索支护结构支护条件下,该基坑不同工况的土体的位移、桩身的内力和变形规律。并通过数值模拟结果与现场监测数据的比较验证数值模拟的合理性。(5)通过改变双排桩-锚索支护结构的排距、桩身刚度、连梁刚度、预应力大小以及嵌固深度等设计参数,分析双排桩-锚索支护结构的弯矩与位移变化规律。最后在此基础上进行正交试验分析,探讨所选因素对变形影响的显著性。正交试验表明,在所选择的因素及因素水平中,预应力大小对双排桩-锚索支护工程的侧向变形的影响最显著,而排桩刚度对该指标的影响程度最小。
【关键词】：双排桩 预应力锚索 桩间土压力 挠曲分析 PLAXIS
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU470
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-26
• 1.1 引言13-14
• 1.1.1 选题背景13-14
• 1.1.2 研究意义14
• 1.2 双排桩支护技术的应用及研究现状14-22
• 1.2.1 双排桩支护的土压力问题研究15-18
• 1.2.2 排桩支护理论分析模型研究18-21
• 1.2.3 排桩支护数值模拟分析研究21-22
• 1.3 排桩锚杆支护体系研究现状22-24
• 1.4 存在的问题24-25
• 1.5 论文创新性25
• 1.6 主要研究内容和研究方法25-26
• 第二章 双排桩桩间土压力理论计算分析26-41
• 2.1 土压力基本理论26-29
• 2.1.1 静止土压力理论26
• 2.1.2 朗肯土压力理论26-28
• 2.1.3 库仑土压力理论28-29
• 2.2 基于能量理论的双排桩桩间土压力计算方法29-40
• 2.2.1 能量理论29-30
• 2.2.2 排桩桩间土压力计算模型30-33
• 2.2.3 计算参数的确定33-39
• 2.2.4 结果讨论39-40
• 2.3 本章小结40-41
• 第三章 双排桩锚索支护结构理论计算分析41-57
• 3.1 支挡结构的内力分析理论41-45
• 3.1.1 等值梁法41-42
• 3.1.2 弹性地基梁法42-44
• 3.1.3 有限元法44-45
• 3.2 双排桩锚索复合支护结构计算模型的建立45-48
• 3.2.1 基本假设45
• 3.2.2 土压力的确定45-47
• 3.2.3 锚索计算方法的确定47-48
• 3.2.4 土反力计算宽度b_0和水平荷载计算宽度b_a的确定48
• 3.3 模型的挠曲分析48-55
• 3.3.1 挠曲方程的建立48-49
• 3.3.2 挠曲方程的求解49-52
• 3.3.3 边界条件52-55
• 3.4 算例分析55-56
• 3.5 本章小结56-57
• 第四章 双排桩支护结构有限元模拟分析57-83
• 4.1 引言57
• 4.2 PLAXIS有限元软件简介57-62
• 4.2.1 PLAXIS本构模型58-61
• 4.2.2 PLAXIS结构单元61-62
• 4.3 有限元模型的建立62-68
• 4.3.1 工程概况62-65
• 4.3.2 基本假设65
• 4.3.3 模型的建立65-68
• 4.4 施工工况的模拟分析68-78
• 4.4.1 不同施工阶段基坑的变形分析69-73
• 4.4.2 不同施工阶段支护结构的变形分析73-75
• 4.4.3 不同施工阶段支护结构的内力分析75-77
• 4.4.4 不同施工阶段预应力锚索的内力分析77-78
• 4.5 数值模拟结果与实测对比分析78-82
• 4.5.1 支护结构位移与沉降监测分析79-81
• 4.5.2 预应力锚索轴力监测分析81-82
• 4.6 本章小结82-83
• 第五章 双排桩锚索支护结构影响因素分析83-101
• 5.1 排距因素的影响分析83-85
• 5.2 排桩刚度因素的影响分析85-88
• 5.3 连梁刚度因素的影响分析88-89
• 5.4 锚索预应力因素的影响分析89-92
• 5.5 嵌固深度因素的影响分析92-95
• 5.6 影响因素的正交试验分析95-99
• 5.6.1 影响因素与水平的确定95-97
• 5.6.2 影响因素的正交优化分析97-99
• 5.7 本章小结99-101
• 研究结论与展望101-103
• 结论101-102
• 研究展望102-103
• 参考文献103-107
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文107-109
• 致谢109

【参考文献】

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本文编号：261329