钢支撑预加轴力对基坑形变影响分析及其优化设计

发布时间：2017-10-31 04:07

  本文关键词：钢支撑预加轴力对基坑形变影响分析及其优化设计

  更多相关文章： 深基坑形变 钢支撑预加轴力 最优化设计 FLAC3D数值模拟

【摘要】：深基坑工程的安全问题一直以来都是困扰基坑施工技术发展的一大障碍。以往的工程经验表明,合理地施加钢支撑预加轴力能够经济有效地控制基坑形变,改善基坑安全。本文以北京地铁温阳路站基坑工程为依托,参考实测基坑形变监测数据,通过FLAC3D模拟给出了该工程的预加轴力最优化取值,并在此基础上借鉴前人研究成果,通过进一步的分析,提出了预加轴力的施加是为了平衡侧向静土压力的理论。在此理论基础上推导出了钢支撑预加轴力最优值的计算公式和钢支撑水平间距最优值的计算公式。通过模拟计算和对比分析,得出了本工程钢支撑预加轴力的最优化设计值:一层钢支撑预加轴力取712KN,二层钢支撑预加轴力取1417KN,三层钢支撑预加轴力取1913KN。提出了预加轴力的施加是为了平衡侧向静土压力,并以此为理论基础推导出钢支撑预加轴力最优化设计值的计算公式N=(γh~2)/2D。由于我国《建筑基坑支护技术规范(JGJ120—2012)》中规定支撑预加轴力取支撑轴向压力标准值的0.5～0.8倍。也就是说,在支撑结构为标准钢管构件时,预加轴力实际上不用计算,只需按规范取0.5～0.8倍的轴向压力标准值即可,因此进一步推导给出了符合我国国情的钢支撑水平间距最优化设计公式D=(2(0.5～0.8)N_b)/(γh~2)。初步验证了按照土压平衡理论设计钢支撑预加轴力和预加轴力最优化设计值公式的正确性、适用性,为基坑工程预加轴力设计提供了一条有效的思路,为基坑支护理论的发展进行了有意义的探讨。
【关键词】：深基坑形变 钢支撑预加轴力 最优化设计 FLAC3D数值模拟
【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】：TU473
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 选题背景和意义9-10
• 1.1.1 选题背景9-10
• 1.1.2 选题意义10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 本文的主要工作13-16
• 1.3.1 研究内容13-14
• 1.3.2 研究目的和方法14
• 1.3.3 研究技术路线14-16
• 第2章 基坑形变监测技术16-29
• 2.1 监测的目的和必要性16-17
• 2.1.1 监测的目的16
• 2.1.2 监测的必要性16-17
• 2.2 垂直位移监测17-22
• 2.2.1 垂直位移观测方法及仪器17-18
• 2.2.2 数据处理及分析18-20
• 2.2.3 基点、测点布置原则20-22
• 2.3 桩体水平位移监测22-25
• 2.3.1 桩体水平位移观测方法及仪器22-23
• 2.3.2 数据处理及分析23-24
• 2.3.3 测点布置原则24-25
• 2.4 钢支撑轴力监测25-29
• 2.4.1 钢支撑架设方法25-26
• 2.4.2 钢支撑预加轴力施加方法26-27
• 2.4.3 钢支撑轴力观测方法及仪器27-28
• 2.4.4 数据处理及分析28-29
• 第3章 工程介绍29-37
• 3.1 工程概况29-31
• 3.2 工程地质条件31-34
• 3.3 水文地质条件34-35
• 3.4 围护结构设计35-36
• 3.5 监测项目及控制值36-37
• 第4章 监测数据分析37-43
• 4.1 地表沉降监测数据分析37-38
• 4.2 桩体水平位移监测数据分析38-40
• 4.3 桩顶垂直位移监测数据分析40-41
• 4.4 钢支撑轴力监测数据分析41-43
• 第5章 预加轴力对基坑形变影响分析43-63
• 5.1 FLAC3D软件简介43
• 5.2 建立基坑开挖支护模型43-46
• 5.3 模型可靠性验证46-51
• 5.3.1 桩体水平位移验证46-48
• 5.3.2 桩顶垂直位移验证48-50
• 5.3.3 钢支撑轴力验证50-51
• 5.4 预加轴力对基坑形变影响分析51-62
• 5.4.1 不同预加轴力下桩体水平位移对比分析51-59
• 5.4.2 不同预加轴力下钢支撑轴力对比分析59-62
• 5.5 本章小结62-63
• 第6章 钢支撑预加轴力优化设计63-69
• 6.1 本工程预加轴力优化设计63-65
• 6.2 预加轴力优化设计探讨65-69
• 第7章 结论与展望69-71
• 7.1 研究结论69-70
• 7.2 展望70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-75

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本文编号：1120692