加筋水泥土桩锚支挡结构性状研究

论文摘要

加筋水泥土桩锚支挡结构作为一种新兴的基坑支护结构，在安全性、经济性、施工便捷性等方面都比传统土钉墙基坑支护技术优越，特别是其对软土的加固作用使得该支护技术在软土地区有着明显的优势和广阔的应用前景。但是，到目前为止对于该支护体系研究不够，导致在实际设计计算中照搬如土钉墙、锚杆等传统支护的设计模式，因此不能真正体现这一结构体系本身的特点，引起设计计算模型与支护结构的实际受力变形相脱节，现行设计理论对于该种支护结构的工程实践失去了指导意义。本文采用数值分析方法研究其性状。文章在实际工程的基础上，基于数值分析软件FLAC3D,建立与实际工程相应的几何计算模型，赋予实际工程中相应岩土材料物理力学指标，采用适合于软土的修正剑桥模型及参数，模拟基坑开挖和支护的完整过程，以此分析支护结构的内力、变形、土体位移及支护机理等；同时，从基坑土体变形控制的角度出发，着重探讨了支护结构各项参数如锚桩间距、锚桩长度、锚桩桩径、锚桩倾角、锚桩布置方式对支护性状的影响和作用规律，力求得到可供施工参考的考虑土体位移控制的支护结构设计参数；将强度折减法引入修正剑桥模型分析基坑稳定性，并将加筋水泥土搅拌桩支护结构与传统土钉墙支护在受力和变形方面进行比较分析，从而更加清楚的认识加筋水泥土桩锚支护结构自身的特点。文章用工程实测对上述模拟计算进行了验证，对比分析数值模拟的合理性与差异性。分析结果表明，锚桩有显著的抗弯和抗剪作用。锚桩集锚的抗拉作用和桩的抗弯作用于一体，主要发挥抗拔抗拉作用，同时发挥其特有的抗弯抗剪能力，弯剪拉协同作用有效地提高了基坑位移控制能力和支护结构整体稳定性。最后，总结了全文的工作，提出了一些文章中尚未考虑到的方面以及本文研究工作的不足之处，以期为今后的研究工作能够提供一些参考和建议。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 基坑工程的研究及发展现状
• 1.1.1 基坑工程的发展及现状
• 1.1.2 基坑工程特点
• 1.1.3 基坑支护的发展
• 1.2 加筋水泥土桩锚支护结构形成与发展
• 1.3 本课题的提出及研究技术路线
• 第二章 加筋水泥土桩锚支挡结构构造及施工工艺
• 2.1 加筋水泥土桩锚支护技术简介
• 2.1.1 加筋水泥土桩锚的主要技术内容
• 2.1.2 加筋水泥土桩锚的优点
• 2.2 加筋水泥土桩锚的支护基本构造
• 2.3 加筋水泥土桩锚的支护工法
• 2.3.1 加筋水泥土搅拌桩施工
• 2.3.2 喷射混凝土面层
• 2.3.3 支护结构质量检测
• 2.4 本章小结
• 第三章 FLAC 数值方法原理
• 3.1 数值分析软件介绍
• 3.1.1 FlAC3D 软件简介
• 3.1.2 FLAC3D 计算原理
• 3.1.3 FLAC3D 网格划分
• 3.1.4 FLAC3D 问题求解步骤及计算收敛
• 3.2 材料单元及土体本构模型
• 3.2.1 FLAC3D 材料单元类型
• 3.2.3 土体本构模型选择及参数确定
• 3.3 本章小结
• 第四章 加筋水泥土桩锚支护数值分析
• 4.1 标准算例
• 4.1.1 计算范围
• 4.1.2 边界条件
• 4.1.3 模型计算参数
• 4.1.4 基坑开挖过程
• 4.2 锚桩性状分析
• 4.2.1 界面摩擦特性分析
• 4.2.2 锚桩长度的影响
• 4.2.3 锚桩间距的影响
• 4.2.4 锚桩倾角的影响
• 4.2.5 锚桩桩径的影响
• 4.2.6 土体性质的影响
• 4.3 基坑分步开挖性状分析
• 4.3.1 基坑分步开挖位移特征
• 4.3.2 基坑分步开挖过程中锚桩轴力变化特征
• 4.3.3 基坑分步开挖过程中锚桩弯矩变化特征
• 4.3.4 面层受力与变形分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 修正 Cam-Clay 模型的强度折减稳定性分析
• 5.1 强度折减法概述
• 5.2 修正 Cam-Clay 模型在强度折减法中的应用
• 5.3 强度折减法破坏标准判定
• 5.4 稳定性分析
• 5.5 与土钉支护对比
• 5.6 本章小结
• 第六章 工程实例分析
• 6.1 工程实例
• 6.1.1 工程概况
• 6.1.2 工程地质及水文地质
• 6.1.3 基坑支护方案
• 6.2 对比分析
• 结论与建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历