软土深基坑开挖与支护变形监测和有限元数值模拟

论文摘要

软土地区深基坑工程开挖一直是岩土工程领域的重点研究内容之一。由于软土的特殊性质,软土基坑在开挖过程中极易造成支护结构以及周围道路、管线和建筑物的变形。本文将宁波市镇海职教中心东侧地块基坑作为案例进行分析。根据该工程的工程地质和周边环境特点,通过方案比较分析确定了基坑支护及止水方案。另外通过对现场的变形监测数据分析以及对基坑开挖与支护的有限元数值模拟,对软土基坑开挖引起的位移和沉降进行了较为系统的研究。本文完成的主要工作和取得的主要结论有：1.根据工程地质条件和环境特点,分析并确定了排桩与内支撑相结合的支护方式以及深层水泥搅拌桩的止水方式。对本工程而言该支护措施是合理有效的。2.根据确定的监测方案及取得的数据,分析得到了深层土体位移和顶梁水平位移在开挖过程中的变化规律、周边道路各监测点的总沉降值、邻近建筑物各监测点的总沉降值、地下管线各监测点的总水平位移及总沉降值。3.利用PLAXIS软件对该工程的实际开挖过程进行了数值模拟。将数值模拟结果进行分析,其中分析的内容包括各开挖步骤的土体位移及塑性屈服点范围,围护桩桩身位移和内力随施工进程的变化规律,同时也分析了支撑轴力随施工进程的变化规律。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 基坑工程的发展概况
• 1.3 深基坑工程的研究现状
• 1.3.1 常用支护结构形式及适用条件
• 1.3.2 支护结构计算方法
• 1.3.3 深基坑工程中的环境效应
• 1.4 软土深基坑的若干问题
• 1.4.1 软土地区深基坑的工程特点
• 1.4.2 软土深基坑支护结构选择
• 1.4.3 软土深基坑开挖及监测
• 1.5 本文课题的提出
• 1.6 本文研究的主要内容
• 第二章 软土基坑案例及分析
• 2.1 案例概况
• 2.2 基坑支护方案分析
• 2.2.1 支护方案对比论证
• 2.2.2 止水方案比较选型论证
• 2.3 基坑支护结构
• 2.4 本章小结
• 第三章 变形监测方案及结果分析
• 3.1 变形监测方案
• 3.1.1 监测目的和依据
• 3.1.2 监测精度要求及方法
• 3.2 现场监测结果分析
• 3.2.1 深层土体位移监测分析
• 3.2.2 顶梁水平位移监测分析
• 3.2.3 周边道路沉降
• 3.2.4 邻近建筑物沉降
• 3.2.5 地下管线水平位移及沉降
• 3.3 本章小结
• 第四章 基坑开挖与支护有限元数值模拟
• 4.1 PLAXIS有限元程序简介
• 4.2 土的本构模型
• 4.3 Goodman接触面单元
• 4.4 深基坑开挖的有限元分析模型
• 4.4.1 几何模型
• 4.4.2 计算参数
• 4.4.3 计算模型
• 4.4.4 网格划分
• 4.4.5 初始条件
• 4.4.6 有限元计算
• 4.5 数值计算结果与分析
• 4.5.1 开挖后变形网格
• 4.5.2 各步位移云图以及塑性屈服点范围
• 4.5.3 围护桩位移
• 4.5.4 围护桩弯矩
• 4.5.5 围护桩剪力
• 4.5.6 支撑轴力
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 进一步研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果