有限土体土压力计算方法的研究与应用
发布时间：2020-12-07 23:10
基坑问题一直是岩土工程中一个重要的课题,深基坑问题更是热点问题。随着大基建时代城市现代化与城市重新规划布局,一些超一线城市土地的利用率逐年增高,城市建筑物、构筑物包括目前大力兴建的地下管廊的建设密度不断加大,超高层建筑物的基础埋深基坑深度不断加深,地下建筑物构筑物之间距离越来越小,之前有学者研究表明,在此情况下,已经不能继续使用曾经得到广泛应用的经典的土压力计算方法,如果按之前方法计算,很可能造成大量的浪费。本文主要针对现代建设中出现的拟建地下建筑与既有建筑距离很近时,有限土体土压力的计算以及针对这种状况下基坑设计优化提出自己的方法,主要内容包含以下几个方面(1)在前人关于有限土体的研究基础上,利用极限平衡理论的基本力学原理,通过建立考虑土体上部超载、既有建筑基础反力等因素影响的有限土体计算模型,推导出粘性土与无粘性土情况下的有限土体土压力公式以及特殊情况下的有限土体土压力,并推导了滑裂角的关系式。(2)通过分析有限土体的实际情况,建立了更复杂更加符合现实的数值模型,并通过正交试验分析得到了土压力与诸多因素之间相应的定量关系式。(3)通过理论推导公式与数值模型模拟两种研究与验证方法,分...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 半无限土体土压力研究现状
1.2.2 有限土体土压力研究现状
1.2.3 基坑支护结构变形研究现状
1.3 本文主要内容与技术路线
1.3.1 本文主要内容
1.3.2 研究方法和技术路线
2 有限土体土压力计算的理论研究
2.1 引言
2.1.1 相关学者的研究方法
2.1.2 规范建议方法
2.2 无粘性土的有限土压力公式推导
2.2.1 模型建立
2.2.2 建立方程
2.3 粘性土主动土压力计算
2.3.1 研究背景
2.3.2 建立方程
2.4 有限土体滑裂角研究
2.5 特殊情况下的有限土体土压力研究
2.6 本章小结
3 有限土体土压力数值分析研究
3.1 引言
3.1.1 正交试验简介
3.1.2 有限元软件与土体本构选取
3.1.3 模型假定
3.1.4 模型基本设置与参数
3.2 正交试验设计
3.2.1 基坑开挖深度
3.2.2 有限土体宽度
3.2.3 土体内摩擦角
3.2.4 土体黏聚力
3.3 正交试验结果整理
3.4 正交模拟试验结果分析
3.5 本章小结
4 有限土体土压力计算方法对比研究
4.1 土体尺寸效应对有限土体土压力的影响
4.1.1 不同深度下的各种计算方法对比
4.1.2 不同宽度下的各种计算方法对比
4.1.3 有限土体宽度对于滑裂角的影响的理论分析
4.2 土体性质对土压力强度影响
4.2.1 土体内摩擦角对有限土体土压力影响
4.2.2 黏聚力对有限土体压力影响
4.2.3 墙土摩擦角对有限土体土压力影响
4.3 土体上部堆载对土压力强度影响
4.4 相邻建筑相对埋深比对有限土体土压力的影响
4.5 本章小结
5 有限土体土压力的验证研究
5.1 引言
5.2 不同计算方法在实际工程中的直接对比
5.2.1 工程概况
5.2.2 明挖基坑数值模拟建模
5.2.3 数据结果与分析
5.3 不同计算方法在实际工程中的间接对比
5.3.1 车公庙站工程简介
5.3.2 基本参数计算
5.3.3 不同方法土压力计算
5.3.4 数值模拟建模
5.3.5 结果分析
5.4 本章小结
6 有限土体计算方法的工程应用研究
6.1 引言
6.2 多因素影响基坑变形研究
6.2.1 正交试验设计
6.2.2 正交试验结果整理
6.2.3 正交模拟试验结果分析
6.3 基于有限土体的基坑围护结构正交试验
6.3.1 数值模拟建模
6.3.2 正交试验结果整理
6.3.3 正交模拟试验结果分析
6.4 有限土体与围护结构匹配预测
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 进一步的工作建议
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]有限土体土压力理论在异型深基坑工程中的应用研究[J]. 王磊. 铁道标准设计. 2017(05)
[2]曲线滑裂面下有限宽度填土主动土压力计算[J]. 杨明辉,戴夏斌,赵明华,罗宏. 岩土力学. 2017(07)
[3]Abaqus,Plaxis与GTS在模拟基坑开挖中的效果对比[J]. 张开伟,李志勇,张力峰. 山西建筑. 2017(08)
[4]基于ABAQUS和正交试验法的基坑支护桩优化[J]. 孙海霞,李冬敏,孔志鹏. 沈阳工业大学学报. 2016(04)
[5]基于ABAQUS的特殊双排桩支护结构三维有限元模拟[J]. 许胜才,范秋雁,崔峰. 地下空间与工程学报. 2015(06)
[6]有限土体刚性挡墙平动模式被动土压力试验研究[J]. 应宏伟,张金红,王小刚,李冰河,朱伟. 岩土工程学报. 2016(06)
[7]复杂条件下地铁上盖综合体基坑支护设计与施工[J]. 李冰河,刘兴旺,曹国强. 岩土工程学报. 2014(S1)
[8]地下连续墙变形影响因素分析[J]. 张柱,钱秋莹,冯谦. 安徽建筑. 2014(05)
[9]软土深基坑开挖地表沉降分析[J]. 张尚根,袁正如. 地下空间与工程学报. 2013(S1)
[10]有限土体主动土压力计算的土拱效应分析[J]. 杨明辉,汪罗成,赵明华. 建筑结构. 2013(02)
博士论文
[1]上海中心大厦裙房深大基坑变形特性及盆式开挖技术研究[D]. 王旭军.同济大学 2014
[2]基坑开挖与降水对支护结构受力及地面变形影响的研究[D]. 相兴华.太原理工大学 2013
[3]基于变形控制的北京地铁车站深基坑设计方法研究[D]. 李淑.北京交通大学 2013
[4]紧邻既有线地铁车站深基坑工程稳定与变形特性研究[D]. 张国亮.中南大学 2012
[5]深基坑稳定与变形的可靠性分析[D]. 赵延林.哈尔滨工程大学 2012
[6]深基坑支护细部结构优化及应用研究[D]. 丁敏.重庆大学 2012
[7]软土地区深基坑开挖对邻近建筑物影响的三维有限元分析[D]. 李志伟.天津大学 2011
[8]软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究[D]. 丁勇春.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]临近既有地下室基坑有限土体土压力计算方法与数值模拟[D]. 宁源.湘潭大学 2017
[2]有限土体土压力理论及其在工程中的应用研究[D]. 杨锐锐.华东交通大学 2016
[3]墙后有限宽度无粘性土主动土压力试验及数值模拟[D]. 戴夏斌.湖南大学 2016
[4]狭小空间大规模深基坑施工对周边环境影响研究[D]. 孙新.北京交通大学 2016
[5]有限土体对边坡支挡结构的作用及实例分析[D]. 伍振宇.南华大学 2015
[6]考虑有限土体及挡墙变位影响的土压力试验与理论研究[D]. 朱伟.浙江大学 2014
[7]黄土地区有限土压力及其影响因素研究[D]. 任侃.西安建筑科技大学 2014
[8]紧邻既有建筑基坑支护中几个问题的研究[D]. 王洪亮.清华大学 2013
[9]考虑挡墙位移及有限土体影响的土压力研究[D]. 郑贝贝.浙江大学 2011
[10]有限土体土压力作用下土钉支护计算方法研究[D]. 辛国臣.清华大学 2011
本文编号：2904042
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 半无限土体土压力研究现状
1.2.2 有限土体土压力研究现状
1.2.3 基坑支护结构变形研究现状
1.3 本文主要内容与技术路线
1.3.1 本文主要内容
1.3.2 研究方法和技术路线
2 有限土体土压力计算的理论研究
2.1 引言
2.1.1 相关学者的研究方法
2.1.2 规范建议方法
2.2 无粘性土的有限土压力公式推导
2.2.1 模型建立
2.2.2 建立方程
2.3 粘性土主动土压力计算
2.3.1 研究背景
2.3.2 建立方程
2.4 有限土体滑裂角研究
2.5 特殊情况下的有限土体土压力研究
2.6 本章小结
3 有限土体土压力数值分析研究
3.1 引言
3.1.1 正交试验简介
3.1.2 有限元软件与土体本构选取
3.1.3 模型假定
3.1.4 模型基本设置与参数
3.2 正交试验设计
3.2.1 基坑开挖深度
3.2.2 有限土体宽度
3.2.3 土体内摩擦角
3.2.4 土体黏聚力
3.3 正交试验结果整理
3.4 正交模拟试验结果分析
3.5 本章小结
4 有限土体土压力计算方法对比研究
4.1 土体尺寸效应对有限土体土压力的影响
4.1.1 不同深度下的各种计算方法对比
4.1.2 不同宽度下的各种计算方法对比
4.1.3 有限土体宽度对于滑裂角的影响的理论分析
4.2 土体性质对土压力强度影响
4.2.1 土体内摩擦角对有限土体土压力影响
4.2.2 黏聚力对有限土体压力影响
4.2.3 墙土摩擦角对有限土体土压力影响
4.3 土体上部堆载对土压力强度影响
4.4 相邻建筑相对埋深比对有限土体土压力的影响
4.5 本章小结
5 有限土体土压力的验证研究
5.1 引言
5.2 不同计算方法在实际工程中的直接对比
5.2.1 工程概况
5.2.2 明挖基坑数值模拟建模
5.2.3 数据结果与分析
5.3 不同计算方法在实际工程中的间接对比
5.3.1 车公庙站工程简介
5.3.2 基本参数计算
5.3.3 不同方法土压力计算
5.3.4 数值模拟建模
5.3.5 结果分析
5.4 本章小结
6 有限土体计算方法的工程应用研究
6.1 引言
6.2 多因素影响基坑变形研究
6.2.1 正交试验设计
6.2.2 正交试验结果整理
6.2.3 正交模拟试验结果分析
6.3 基于有限土体的基坑围护结构正交试验
6.3.1 数值模拟建模
6.3.2 正交试验结果整理
6.3.3 正交模拟试验结果分析
6.4 有限土体与围护结构匹配预测
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 进一步的工作建议
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]有限土体土压力理论在异型深基坑工程中的应用研究[J]. 王磊. 铁道标准设计. 2017(05)
[2]曲线滑裂面下有限宽度填土主动土压力计算[J]. 杨明辉,戴夏斌,赵明华,罗宏. 岩土力学. 2017(07)
[3]Abaqus,Plaxis与GTS在模拟基坑开挖中的效果对比[J]. 张开伟,李志勇,张力峰. 山西建筑. 2017(08)
[4]基于ABAQUS和正交试验法的基坑支护桩优化[J]. 孙海霞,李冬敏,孔志鹏. 沈阳工业大学学报. 2016(04)
[5]基于ABAQUS的特殊双排桩支护结构三维有限元模拟[J]. 许胜才,范秋雁,崔峰. 地下空间与工程学报. 2015(06)
[6]有限土体刚性挡墙平动模式被动土压力试验研究[J]. 应宏伟,张金红,王小刚,李冰河,朱伟. 岩土工程学报. 2016(06)
[7]复杂条件下地铁上盖综合体基坑支护设计与施工[J]. 李冰河,刘兴旺,曹国强. 岩土工程学报. 2014(S1)
[8]地下连续墙变形影响因素分析[J]. 张柱,钱秋莹,冯谦. 安徽建筑. 2014(05)
[9]软土深基坑开挖地表沉降分析[J]. 张尚根,袁正如. 地下空间与工程学报. 2013(S1)
[10]有限土体主动土压力计算的土拱效应分析[J]. 杨明辉,汪罗成,赵明华. 建筑结构. 2013(02)
博士论文
[1]上海中心大厦裙房深大基坑变形特性及盆式开挖技术研究[D]. 王旭军.同济大学 2014
[2]基坑开挖与降水对支护结构受力及地面变形影响的研究[D]. 相兴华.太原理工大学 2013
[3]基于变形控制的北京地铁车站深基坑设计方法研究[D]. 李淑.北京交通大学 2013
[4]紧邻既有线地铁车站深基坑工程稳定与变形特性研究[D]. 张国亮.中南大学 2012
[5]深基坑稳定与变形的可靠性分析[D]. 赵延林.哈尔滨工程大学 2012
[6]深基坑支护细部结构优化及应用研究[D]. 丁敏.重庆大学 2012
[7]软土地区深基坑开挖对邻近建筑物影响的三维有限元分析[D]. 李志伟.天津大学 2011
[8]软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究[D]. 丁勇春.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]临近既有地下室基坑有限土体土压力计算方法与数值模拟[D]. 宁源.湘潭大学 2017
[2]有限土体土压力理论及其在工程中的应用研究[D]. 杨锐锐.华东交通大学 2016
[3]墙后有限宽度无粘性土主动土压力试验及数值模拟[D]. 戴夏斌.湖南大学 2016
[4]狭小空间大规模深基坑施工对周边环境影响研究[D]. 孙新.北京交通大学 2016
[5]有限土体对边坡支挡结构的作用及实例分析[D]. 伍振宇.南华大学 2015
[6]考虑有限土体及挡墙变位影响的土压力试验与理论研究[D]. 朱伟.浙江大学 2014
[7]黄土地区有限土压力及其影响因素研究[D]. 任侃.西安建筑科技大学 2014
[8]紧邻既有建筑基坑支护中几个问题的研究[D]. 王洪亮.清华大学 2013
[9]考虑挡墙位移及有限土体影响的土压力研究[D]. 郑贝贝.浙江大学 2011
[10]有限土体土压力作用下土钉支护计算方法研究[D]. 辛国臣.清华大学 2011
本文编号：2904042
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