深基坑非极限状态主动土压力计算与报警值设定
发布时间：2022-12-17 17:15
经典的土压力理论,因其力学概念明确、计算过程简单,在工程实际中得到了广泛的应用。然而在工程实际中,土体往往达不到极限状态,经典的朗肯理论和库仑理论已不能满足实际工程的需要,因此研究非极限状态下的土压力具有重要意义。首先,利用有限元软件ABAQUS模拟了基坑开挖过程,得到了不同工况下支护结构上的位移变化规律和土压力变化规律,证实了在静止状态与主动状态之间确实存在着非极限状态,且非极限状态随着位移的变化而变化,模拟结果亦表明,支护结构的位移表现出中间大、两端小、最大位移出现在基坑中下部的形式。然后,针对非极限状态下土压力的两类理论计算方法分别做了改进,通过对土压力-位移经验曲线的分析,提出一种非极限状态主动土压力的组合计算模型,通过应用修正的功的互等定理对此模型进行了验证,分别借助灰色预测模型、改进的桩身侧向位移法,给出时间维度与空间维度下非极限位移的计算依据,并推导出非极限土压力的时空计算方程;在做一定假设的基础上,建立了黏性土非极限状态下的挡土墙模型,取薄层单元进行受力分析,建立了非极限状态下主动土压力与土体参数之间的关系,结合非极限状态下土体参数与位移比的关系,得到了以位移比为变量的...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 非极限状态主动土压力理论研究现状
1.2.2 非极限状态主动土压力数值模拟研究现状
1.2.3 报警值研究现状
1.3 本文研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
第2章 基坑开挖数值模拟分析
2.1 引言
2.2 ABAQUS简介
2.3 材料本构模型
2.3.1 各向同性弹性模型
2.3.2 Mohr-Coulomb模型
2.4 计算模型建立
2.4.1 工程概况及模型参数确定
2.4.2 支撑类型与开挖工况
2.4.3 定义接触和边界条件
2.4.4 单元类型和网格划分
2.5 数值模拟结果
2.5.1 不同工况下的桩身位移
2.5.2 不同工况下的桩身土压力
2.6 本章小结
第3章 基于加权组合的非极限主动土压力计算方法
3.1 引言
3.2 时空维度下的非极限主动土压力计算模型
3.2.1 插值法推导计算模型
3.2.2 相似法推导计算模型
3.2.3 修正的功的互等定理推导计算模型
3.3 时间维度下的非极限主动土压力
3.4 空间维度下的非极限主动土压力
3.5 实例验证
3.5.1 位移实例验证
3.5.2 非极限状态主动土压力实例验证
3.6 本章小结
第4章 基于薄层单元法的非极限主动土压力计算方法
4.1 引言
4.2 非极限状态下计算模型
4.3 非极限状态下理论推导
4.3.1 绕墙底转动模式下的非极限主动土压力
4.3.2 绕墙顶转动模式下的非极限主动土压力
4.3.3 平动模式下的非极限主动土压力
4.3.4 非极限状态下的参数表示
4.4 几个特例
4.4.1 砂土的非极限主动土压力
4.4.2 黏性土的非极限主动土压力
4.4.3 砂土的主动土压力
4.4.4 黏性土主动土压力
4.5 非极限状态下的裂缝深度
4.5.1 内摩擦角对裂缝深度的影响
4.5.2 墙背倾角和填土面倾角对裂缝深度的影响
4.5.3 超载和黏聚力对裂缝深度的影响
4.6 实例验证
4.7 本章小结
第5章 非极限状态下深基坑变形报警值设定模式
5.1 引言
5.2 位移报警值设定模式
5.2.1 传统的位移报警值设定模式
5.2.2 非极限状态下的位移报警值设定模式
5.2.3 两种位移报警值设定模式的比较
5.3 深基坑报警系统的建立
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]深基坑大尺寸物理模拟试验与基坑土体变形参数研究[J]. 窦波洋,张建平,杨永超,牛学超. 应用基础与工程科学学报. 2019(01)
[2]考虑渗流-应力耦合的泥炭土深基坑变形模拟[J]. 杨果林,张雨加,谭文杰,陈铁,龚铖. 地下空间与工程学报. 2018(S2)
[3]平动模式下挡土墙非极限主动土压力[J]. 陈建旭,宋文武. 岩土力学. 2019(06)
[4]基于DEM-CFD方法的基坑工程漏水漏砂引发地层运移规律的数值模拟[J]. 戴轩,郑刚,程雪松,霍海峰. 岩石力学与工程学报. 2019(02)
[5]郑州某深基坑工程监测数据整理及分析研究[J]. 吕高乐,杜明芳,易领兵. 施工技术. 2018(S1)
[6]主被动状态间墙体侧向位移与土压力关系[J]. 谢涛,罗强,张良,连继峰,蒋良潍. 中国公路学报. 2018(02)
[7]地铁车站超深基坑开挖施工监测与数值模拟[J]. 张磊,李雨润,王小燕,张浩亮. 施工技术. 2018(03)
[8]BIM技术在临江深基坑监测中的应用研究[J]. 俞晓,陆珺,冯为民,孙志凌. 施工技术. 2017(12)
[9]深基坑桩锚支护体系非极限主动土压力演化特征与计算模式[J]. 曹海莹,武崇福. 应用基础与工程科学学报. 2016(04)
[10]复杂边界深基坑三维有限元数值模拟应用[J]. 张嘉,罗士梅. 施工技术. 2015(S2)
本文编号：3720321
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 非极限状态主动土压力理论研究现状
1.2.2 非极限状态主动土压力数值模拟研究现状
1.2.3 报警值研究现状
1.3 本文研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
第2章 基坑开挖数值模拟分析
2.1 引言
2.2 ABAQUS简介
2.3 材料本构模型
2.3.1 各向同性弹性模型
2.3.2 Mohr-Coulomb模型
2.4 计算模型建立
2.4.1 工程概况及模型参数确定
2.4.2 支撑类型与开挖工况
2.4.3 定义接触和边界条件
2.4.4 单元类型和网格划分
2.5 数值模拟结果
2.5.1 不同工况下的桩身位移
2.5.2 不同工况下的桩身土压力
2.6 本章小结
第3章 基于加权组合的非极限主动土压力计算方法
3.1 引言
3.2 时空维度下的非极限主动土压力计算模型
3.2.1 插值法推导计算模型
3.2.2 相似法推导计算模型
3.2.3 修正的功的互等定理推导计算模型
3.3 时间维度下的非极限主动土压力
3.4 空间维度下的非极限主动土压力
3.5 实例验证
3.5.1 位移实例验证
3.5.2 非极限状态主动土压力实例验证
3.6 本章小结
第4章 基于薄层单元法的非极限主动土压力计算方法
4.1 引言
4.2 非极限状态下计算模型
4.3 非极限状态下理论推导
4.3.1 绕墙底转动模式下的非极限主动土压力
4.3.2 绕墙顶转动模式下的非极限主动土压力
4.3.3 平动模式下的非极限主动土压力
4.3.4 非极限状态下的参数表示
4.4 几个特例
4.4.1 砂土的非极限主动土压力
4.4.2 黏性土的非极限主动土压力
4.4.3 砂土的主动土压力
4.4.4 黏性土主动土压力
4.5 非极限状态下的裂缝深度
4.5.1 内摩擦角对裂缝深度的影响
4.5.2 墙背倾角和填土面倾角对裂缝深度的影响
4.5.3 超载和黏聚力对裂缝深度的影响
4.6 实例验证
4.7 本章小结
第5章 非极限状态下深基坑变形报警值设定模式
5.1 引言
5.2 位移报警值设定模式
5.2.1 传统的位移报警值设定模式
5.2.2 非极限状态下的位移报警值设定模式
5.2.3 两种位移报警值设定模式的比较
5.3 深基坑报警系统的建立
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]深基坑大尺寸物理模拟试验与基坑土体变形参数研究[J]. 窦波洋,张建平,杨永超,牛学超. 应用基础与工程科学学报. 2019(01)
[2]考虑渗流-应力耦合的泥炭土深基坑变形模拟[J]. 杨果林,张雨加,谭文杰,陈铁,龚铖. 地下空间与工程学报. 2018(S2)
[3]平动模式下挡土墙非极限主动土压力[J]. 陈建旭,宋文武. 岩土力学. 2019(06)
[4]基于DEM-CFD方法的基坑工程漏水漏砂引发地层运移规律的数值模拟[J]. 戴轩,郑刚,程雪松,霍海峰. 岩石力学与工程学报. 2019(02)
[5]郑州某深基坑工程监测数据整理及分析研究[J]. 吕高乐,杜明芳,易领兵. 施工技术. 2018(S1)
[6]主被动状态间墙体侧向位移与土压力关系[J]. 谢涛,罗强,张良,连继峰,蒋良潍. 中国公路学报. 2018(02)
[7]地铁车站超深基坑开挖施工监测与数值模拟[J]. 张磊,李雨润,王小燕,张浩亮. 施工技术. 2018(03)
[8]BIM技术在临江深基坑监测中的应用研究[J]. 俞晓,陆珺,冯为民,孙志凌. 施工技术. 2017(12)
[9]深基坑桩锚支护体系非极限主动土压力演化特征与计算模式[J]. 曹海莹,武崇福. 应用基础与工程科学学报. 2016(04)
[10]复杂边界深基坑三维有限元数值模拟应用[J]. 张嘉,罗士梅. 施工技术. 2015(S2)
本文编号：3720321
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