既有建筑复合地基对基坑土压力的影响研究

发布时间：2017-08-14 00:20

  本文关键词：既有建筑复合地基对基坑土压力的影响研究

  更多相关文章： 地基基础工程 土压力 复合地基 有限土体 基坑开挖 数值模拟

【摘要】：城市化进程的加速,不仅使我国高层建筑得到快速发展,地下工程特别是基坑工程在数量和规模上也得到前所未有的发展机遇。城市建设用地的日益紧缺使得建筑密度越来越大,拟开挖基坑的周边环境条件更加复杂。相应地,基坑工程的设计和施工需要考虑与坑边既有建筑间的相互影响,特别是坑边既有建筑对基坑土压力计算模式的影响,成为基坑工程设计所需要考虑的首要问题。 目前规范有关土压力计算的规定考虑了天然地基形式下建筑荷载所产生的附加应力。当既有建筑采用复合地基形式时,由于复合地基的材料组成和荷载传递方式的复杂性,使得土压力呈现出特殊的分布规律,无法用现有土压力理论直接计算,因此研究既有建筑复合地基情况下基坑土压力的分布特点和计算方法显得尤为重要。 本文在总结前人研究的基础上,采用理论推导和数值模拟的方法重点研究了采用复合地基形式的既有建筑对基坑土压力的影响,并对此情况下的土压力计算进行探索性研究,具体研究工作和取得的成果如下： (1)对基坑与邻近建筑地下室之间形成的有限土体产生的土压力进行了理论公式推导。研究了土体滑裂面倾角和主动土压力系数随土体参数的变化规律,将有限土体土压力结果和库伦土压力进行对比分析,得出了有限土体土压力随着土体宽高比增大而逐渐趋近于库伦土压力的结论。 (2)基于复合地基的等效实体法概念,假设复合地基与支护结构之间的有限土体承受沿土体深度均匀分布的侧摩阻力和侧压力,建立了土压力计算模型,给出了有限土体土压力、滑裂面倾角、主动土压力系数的计算公式。并通过具体算例,得出滑裂面倾角和主动土压力系数随侧向作用力和有限土体宽高比的变化规律。 (3)采用数值模拟方法研究了既有建筑的地基形式分别为天然地基和复合地基时,支护结构的变形和土压力的分布规律。将结果与不考虑既有建筑的情况进行对比,得出既有建筑复合地基对基坑开挖的影响。 (4)根据现有考虑建筑荷载作用的土压力计算理论,提出了既有建筑采用复合地基形式时基坑土压力计算的等效处理方法：当邻近建筑采用复合地基时,将作用在复合地基基础顶部的荷载,按两个不同的荷载分配系数分配于天然地基基础顶面和桩端土体顶面。并改变模型中复合地基的相关参数验证了该方法的适用性。 (5)模拟了既有建筑采用水泥土桩复合地基时基坑的开挖过程。将水泥土桩和土看做一种复合材料,赋予其综合强度指标和变形指标,观察两个指标的变化对基坑土压力和变形的影响,研究表明：复合材料的强度指标是影响基坑土压力的主要因素,复合材料的强度越高,土压力和水平位移越小。
【关键词】：地基基础工程 土压力 复合地基 有限土体 基坑开挖 数值模拟
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU432
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 1 绪论11-24
• 1.1 引言11-12
• 1.2 土压力理论研究现状12-21
• 1.2.1 经典土压力理论12-16
• 1.2.2 考虑支护结构变形的土压力研究现状16-19
• 1.2.3 考虑有限土体的土压力研究现状19-21
• 1.3 邻近建筑对基坑开挖影响的研究现状21-23
• 1.4 本文的主要研究工作23-24
• 2 基坑工程有限土体土压力计算公式推导24-41
• 2.1 引言24-25
• 2.2 地下室类有限土体土压力计算公式的理论推导25-33
• 2.2.1 半无限土体土压力公式25-26
• 2.2.2 有限土体土压力公式推导26-33
• 2.3 桩体复合地基的等效化处理方法33-36
• 2.3.1 复合地基的概念和分类33-34
• 2.3.2 桩体复合地基的荷载传递机理34-35
• 2.3.3 等效实体法35-36
• 2.4 考虑复合地基侧向作用力的有限土体土压力计算公式推导36-39
• 2.4.1 建立计算模型并推导公式36-38
• 2.4.2 算例分析38-39
• 2.5 本章小结39-41
• 3 坑边既有建筑复合地基条件下基坑开挖的数值模拟41-69
• 3.1 引言41
• 3.2 ABAQUS在基坑开挖中的应用41-45
• 3.2.1 ABAQUS简介41-42
• 3.2.2 修正剑桥模型42-44
• 3.2.3 复合地基数值模拟手段44-45
• 3.2.4 基坑开挖过程在ABAQUS中的实现45
• 3.3 数值分析模型的建立45-50
• 3.3.1 基坑和复合地基布置情况45-48
• 3.3.2 计算参数选取48
• 3.3.3 单元类型选取48
• 3.3.4 荷载施加步骤48-50
• 3.4 数值模拟结果对比分析50-59
• 3.4.1 模型一 (无既有建筑)的数值模拟结果50-52
• 3.4.2 模型二 (天然地基基础)的数值模拟结果52-54
• 3.4.3 模型三 (复合地基基础)的数值模拟结果54-56
• 3.4.4 三个模型的支护结构水平位移对比分析56-58
• 3.4.5 三个模型的支护结构土压力对比分析58-59
• 3.5 坑边既有建筑复合地基条件下的土压力计算方法59-67
• 3.5.1 概述59-61
• 3.5.2 等效荷载分配系数计算61-64
• 3.5.3 桩长对荷载分配系数的影响64-66
• 3.5.4 桩体刚度对荷载分配系数的影响66-67
• 3.6 本章小结67-69
• 4 坑边水泥土桩复合地基对基坑土压力的影响69-80
• 4.1 水泥土桩复合地基概述69-70
• 4.2 模型建立70-71
• 4.3 数值模拟结果对比及分析71-78
• 4.3.1 加固深度对土压力和水平位移的影响71-72
• 4.3.2 复合土体的内摩擦角对土压力和水平位移的影响72-74
• 4.3.3 复合土体的粘聚力对土压力和水平位移的影响74-77
• 4.3.4 复合土体的弹性模量对土压力和水平位移的影响77-78
• 4.3.5 复合土体与基坑的距离对土压力和水平位移的影响78
• 4.4 本章小结78-80
• 5 结论与展望80-82
• 5.1 主要研究结论80-81
• 5.2 进一步研究展望81-82
• 参考文献82-86
• 致谢86-87
• 个人简历87

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 何亚萍;;刚柔组合桩复合地基加固设计与应用[J];宁波大学学报(理工版);2011年03期

2 宋s，

本文编号：669798