双排桩支护结构设计与有限元分析

论文摘要

双排桩支护结构是一种新型的深基坑支护结构,属于悬臂类空间组合支护结构,是由两排平行的钢筋混凝土桩以及桩顶的连梁形成的空间门式刚架结构体系。在没有其他辅助支撑的情况下,它也能够很好的发挥空间门式刚架结构的整体刚度和空间效应,并与桩、土协同工作,支挡因开挖引起的不平衡力,以达到保持坑壁或坡体稳定、控制变形、满足施工要求和保持相邻环境安全的目的。双排桩支护体系适用于周边建筑密集、软土层较厚、高地下水位的基坑工程支护。目前双排桩支护结构的计算模型已经有多种,但是由于受力较单桩支护结构复杂,还没有成熟的设计理论。双排桩支护结构在基坑中的应用大部分情况是依赖实践和经验,应用实例丰富,但是理论研究相对滞后。本文总结了现有的双排桩支护结构的计算模型,并推导桩间土采取格仓土压力的新的计算模型。应用有限元软件进行分工况土压力研究对比及分工况双排桩支护结构的位移、剪力和弯矩的研究。由于门式刚架具有调节受力结构的弯矩和剪力分布的性能,进一步分析了有无连系梁及连系梁刚度变化是对双排桩支护结构总体位移、剪力和弯矩的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 基坑工程现状及存在问题
• 1.3 常见基坑支护结构的特点及支护选型原则
• 1.3.1 常见基坑支护结构的特点
• 1.3.2 基坑支护选型原则
• 1.4 双排桩支护结构的概念和应用
• 1.5 双排桩支护结构的研究现状
• 1.5.1 双排桩支护结构的土压力计算方法
• 1.5.2 国内常见双排桩支护结构模型简介
• 1.6 本文的研究内容和主要方法
• 1.6.1 本文研究的主要内容
• 1.6.2 本文研究过程中应用的主要方法
• 1.6.3 本文研究创的新点
• 第2章 双排桩支护结构的形式及常见计算方法
• 2.1 双排桩支护结构常见布桩形式
• 2.2 双排桩支护结构常分析方法
• 2.2.1 体积比例系数法
• 2.2.2 弹性地基梁法
• 2.2.3 等效抗弯刚度法
• 2.2.4 修正系数法
• 2.2.5 其他方法
• 2.3 本章小结
• 第3章 基于格仓土压力的计算模型
• 3.1 本文模型涉及到的土压力计算方法
• 3.1.1 郎肯土压力
• 3.1.2 仓格土压力
• 3.2 双排桩支护结构的受力分析
• 3.3 双排桩支护结构的嵌固深度的计算
• 3.4 本章小结
• 第4章 PLAXIS 软件介绍及基本材料本构模型
• 4.1 PLAXIS 的主要特点和功能简介
• 4.2 PLAXIS 中单位和符号规定
• 4.2.1 PLAXIS 单位规定
• 4.2.2 PLAXIS 符号规定
• 4.3 PLAXIS 中本构模型简介
• 4.3.1 土体的本构模型
• 4.3.2 桩和连系梁的本构模型
• 4.4 本章小节
• 第5章 双排桩支护结构的有限元分析
• 5.1 有限单元法简介
• 5.1.1 连续介质变形的基本方程
• 5.1.2 有限单元法原理
• 5.1.3 全局迭代过程
• 5.2 基于PLAXIS 软件的双排桩支护结构有限元分析
• 5.2.1 双排桩有限元模型的基本假定
• 5.2.2 双排桩有限元分析模型及参数
• 5.3 基坑开挖过程对双排桩支护结构的影响
• 5.3.1 基坑开挖过程中土的力学性状
• 5.3.2 基坑开挖过程中双排桩支护结构力学性状
• 5.4 连系梁对双排桩支护结构的影响
• 5.5 连系梁刚度对双排桩支护效果的影响
• 5.5.1 连系梁刚度变化对支护结构的影响
• 5.5.2 支撑代替连系梁对支护结构的影响
• 5.6 双排桩同普通支护桩的对比分析
• 5.7 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的论文