深基坑桩锚支护结构变形的数值模拟分析

发布时间：2017-06-06 13:08

  本文关键词：深基坑桩锚支护结构变形的数值模拟分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：深基坑工程是三维空间结构,在工程设计中,大多将三维的基坑问题简化为平面问题进行分析。对于一般的基坑平面,运用理正岩土二维软件进行分析比较符合工程实际。当分析基坑的角部位置时,有限差分软件FLAC3D可以建立基坑的三维空间模型,直观地表现角部的应力应变分布。基坑工程中对基坑角部的理论研究还不够成熟,理论远远落后于实践,本文结合北京市某一深基坑工程,通过对监测方提供的水平位移、竖向位移的监测数据的统计分析,得出基坑阳角位置的水平、竖向位移累计值最大,是最容易发生安全隐患的位置,因此需要对该部位进行重点研究。通过运用FLAC3D数值模拟软件分析阳角在不同开挖步序下的变形来指导相似条件下工程实践活动的进行。主要研究内容如下:(1)通过对最大不平衡力的数值模拟,可以得出基坑在开挖前的平衡过程以及基坑在不同开挖步序中的平衡过程,开挖前基坑的平衡是由于土体在自重应力作用下的固结沉积,开挖时,基坑的不平衡力会发生突然增大的趋势,之后趋于稳定。(2)通过对基坑阳角部位水平位移的数值模拟分析,发现基坑的阳角在前三步开挖步序下水平位移偏向坑外,这可能是由于阳角部位受到两个方向的锚杆拉力或者坑底隆起造成的,从第四步开挖开始,水平位移偏向坑内,并且位移值逐渐增大。(3)通过对基坑阳角部位竖向位移的数值模拟分析,发现基坑阳角边坡顶部的竖向位移向上,且随着距离基坑边坡的距离增大竖向位移减小,呈现出和监测数据相似的变化趋势,这种变化可能是由于坑底隆起造成的。(4)通过对距离基坑阳角不同位置的水平位移分析和距离边坡不同位置的竖向位移的分析,发现基坑角部位置的水平位移和竖向位移较其他位置变形最大,这说明基坑受角部效应的影响,在基坑设计时要注意阳角两侧边坡尺寸的大小。
【关键词】：深基坑 监测数据分析 模拟结果分析 角部空间效应
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU753
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题背景及研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 基坑工程的研究现状11-12
• 1.2.2 基坑分析方法的研究现状12-13
• 1.2.3 基坑空间效应的研究现状13-14
• 1.3 本文的主要研究工作及内容14
• 1.4 技术路线14-16
• 第二章 FLAC3D数值模拟理论介绍16-24
• 2.1 FLAC3D概述16-21
• 2.1.1 FLAC3D简介16
• 2.1.2 FLAC3D计算原理16-18
• 2.1.3 FLAC3D本构模型18
• 2.1.4 FLAC3D求解过程18-21
• 2.2 结构单元21-24
• 2.2.1 梁单元21-22
• 2.2.2 桩单元22-23
• 2.2.3 锚杆单元23-24
• 第三章 桩锚支护深基坑的工程概况24-29
• 3.1 基坑工程概况24-25
• 3.2 工程地质条件25-27
• 3.2.1 地质背景25-26
• 3.2.2 地层结构26-27
• 3.3 水文地质条件27-29
• 第四章 桩锚支护深基坑的监测体系29-40
• 4.1 监测目的及内容29-30
• 4.1.1 监测目的29
• 4.1.2 监测内容及设备29-30
• 4.2 监测方案30-33
• 4.2.1 监测频率及周期30-31
• 4.2.2 监测点的布置31-33
• 4.3 监测数据分析33-40
• 4.3.1 水平位移监测数据分析33-35
• 4.3.2 竖向位移监测数据分析35-39
• 4.3.3 锚杆轴力监测数据分析39-40
• 第五章 桩锚支护深基坑的数值模拟40-65
• 5.1 建立基坑阳角的模型40-45
• 5.1.1 条件假设40-41
• 5.1.2 选取参数41-42
• 5.1.3 建立模型42-45
• 5.2 基坑开挖工况的模拟45-46
• 5.3 开挖前的数值模拟46-49
• 5.3.1 最大不平衡力的模拟46-48
• 5.3.2 初始应力的模拟48-49
• 5.4 开挖过程的数值模拟49-58
• 5.4.1 水平位移的数值模拟49-53
• 5.4.2 竖向位移的数值模拟53-55
• 5.4.3 总位移的数值模拟55-56
• 5.4.4 锚杆轴力的数值模拟56-58
• 5.5 数值模拟结果分析58-65
• 5.5.1 模拟值与监测值对比分析58-62
• 5.5.2 基坑的空间效应分析62-65
• 第六章 结论与展望65-67
• 6.1 结论65
• 6.2 展望65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-71

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