基于FLAC3D的上海大厦基坑支护稳定性分析

发布时间：2017-08-18 19:04

  本文关键词：基于FLAC3D的上海大厦基坑支护稳定性分析

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【摘要】：伴随着现代化的城市不断迅猛的发展,地表空间渐渐地已经无法很好地满足人类的生产生活要求了,变得越来越拥挤,越来越混乱,此时,人类必须找出新的可利用的空间,地下空间以其隐蔽性,可靠性,以及诸多优势让人们开始加大加快对地下空间的利用。地下空间的迅速开发有力地推动了基坑工程的发展,深基坑工程的发展方向变成了更大的规模和更深的深度。虽然基坑只是在建筑施工期间作为安全辅助工具,但是不合理的支护方案和体系却能导致整的工程的失败甚至引发更多安全性的问题,因此,要以安全可靠作为大前提,在不同的地质条件下,尽可能地选更加经济高效简单便于施工的支护设计方案成为我们现在需要研究的课题。而现如今各种复合的支护形式组合的方式作为支护的主流既能在不同地段进行安全有效的支护,又能具体地块具体分析,大大的保障了安全型。本文中讲以乌鲁木齐市上海大厦基坑工程为例,介绍排桩+预应力锚杆支护的有点并进行切实有效的模型模拟以证明其优越性。本文主要研究内容有:(1)总结归纳排桩加预应力锚杆支护方式的特点、常用的设计方法、应用现状;(2)根据《上海大厦岩土工程勘察报告》设计出合理的复合型基坑支护方案进行验证;(3)运用FLAC3D建立三维模型,可视化基坑支护工程进行中的位移及应力变化,用其结果来验证锚支护方式的稳定性及力学性能;(4)分别进行每个阶段的开挖及支护模拟以证明每个阶段支护的安全可靠性。本文主要研究结论有:(1)设计的桩锚支护方案能够有效地把基坑内壁的位移控制在安全范围内;(2)预应力锚杆通过面层传递的方式对土体位移只在一定范围内存在有效控制;(3)用预应力锚杆的支护方式有可能影响潜在滑动面的位置从而使土体内可能存在两个潜在滑动面;(4)排桩加预应力锚杆的支护的破坏模式与非施加预应力的锚杆破坏模式不一样;(5)预应力锚杆能够有效控制土体内塑性区的范围,因为产生了压应力区;(6)预应力锚杆复合土钉加排桩支护安全系数比单独进行其中任一项支护更高;(7)在进行FLAC3D模拟时应注意接触面的赋值及其重要性;(8)本文模拟数据给出的预应力锚杆加排桩支护的稳定性分析方法是合理可靠的。
【关键词】：预应力锚杆 FLAC3D 数值模拟 稳定性分析 桩锚支护
【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
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 研究背景与研究意义11-12
• 1.2 支护方式12-14
• 1.2.1 放坡开挖12
• 1.2.2 重力式水泥土墙12
• 1.2.3 土钉墙12-13
• 1.2.4 支挡式结构13
• 1.2.5 桩锚支护13
• 1.2.6 悬臂式支护13-14
• 1.3 锚杆的构造及类型14-15
• 1.3.1 锚杆的类型14
• 1.3.2 锚杆技术的优点14-15
• 1.4 预应力锚索技术在基坑加固中的应用15-16
• 1.4.1 预应力锚索的原理及作用15
• 1.4.2 预应力锚索的优点及应用状况15-16
• 1.5 本文问题的提出、研究意义及创新之处16
• 1.5.1 问题的提出16
• 1.5.2 本文研究的意义16
• 1.5.3 本文的创新之处16
• 1.6 研究技术路线16-18
• 第2章 工程概况18-32
• 2.1 工程简介18
• 2.2 场地岩土工程地质条件18-20
• 2.2.1 地形、地貌18-19
• 2.2.2 地层岩性及分布特征19
• 2.2.3 地下水19-20
• 2.3 岩土参数的分析与选用20-22
• 2.3.1 原位测试试验成果统计分析20-21
• 2.3.1.1 标准贯入及重型动力触探试验成果统计分析20
• 2.3.1.2 波速测试成果分析20-21
• 2.3.1.3 深层平板载荷试验成果分析21
• 2.3.2 室内土工试验成果统计分析21-22
• 2.4 场地不良地质作用22
• 2.5 场地岩土工程条件评价22-27
• 2.5.1 场地稳定性22
• 2.5.1.1 场地稳定性评价22
• 2.5.1.2 地基土液化评价22
• 2.5.1.3 抗震设计动参数22
• 2.5.1.4 场地土类型和场地类别22
• 2.5.2 地基土适宜性评价22-23
• 2.5.2.1 地基土均匀性评价22-23
• 2.5.2.2 地基土工程性质评价23
• 2.5.3 场地土湿陷性评价23-24
• 2.5.4 地基土承载力确定24-25
• 2.5.5 场地土含盐及腐蚀性评价25-26
• 2.5.6 地基土盐胀性评价26
• 2.5.7 地基土溶陷性评价26
• 2.5.8 地下水腐蚀性评价26
• 2.5.9 地基土冻胀性评价26-27
• 2.6 高层建筑沉降值估算27-29
• 2.6.1 确定沉降计算深度27-29
• 2.7 地基基础与基坑边坡支护方案评价29
• 2.8 勘察结论29-32
• 第3章 基坑支护形式与支护方案选择32-40
• 3.1 工程概况32-33
• 3.2 编制依据、规范及标准33
• 3.3 地质概况33-34
• 3.4 工程设计方案34
• 3.5 工程量统计表34
• 3.6 工程主要施工工序34
• 3.7 施工做法34-39
• 3.8 基坑支护后期使用及维护要求39-40
• 第4章 基于FLAC3D的数值模拟40-80
• 4.1 FLAC3D软件介绍40-41
• 4.2 本构模型41-44
• 4.3 FLAC3D的建模44
• 4.4 FLAC3D的材料参数44-45
• 4.5 边界条件45-47
• 4.6 桩单元47-51
• 4.7 开挖51-55
• 4.8 锚索单元55-58
• 4.9 梁单元58-61
• 4.10 重复上述工序61-77
• 4.11 安全系数的比较77-78
• 4.12 求解及后处理78
• 4.13 监测结果的对比78-79
• 4.14 模拟与计算结果分析79-80
• 第5章 结论80-82
• 参考文献82-86
• 致谢86-87
• 附录87

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本文编号：696220