坑中坑基坑支护设计变形计算影响因素分析

论文摘要

随着我国的经济发展,全国各地都兴建了一大批高层建筑。随着高层、超高层建筑以及地下工程的大规模建设,基坑工程也越来越多,开挖深度也越来越深。由于基坑平面形状及支护形式越来越复杂,以往在基坑设计中普遍使用的弹性地基梁法逐渐暴露出其缺点。本文针对天津市某一实际基坑工程,利用大型通用有限元软件ABAQUS,建立了考虑支护结构与土体相互作用的三维有限元模型,通过有限元分析验证了三维有限元模拟的正确性及适用性。基坑开挖工程中普遍存在着坑中坑的问题,然而实际工程中因未能合理考虑坑中坑问题对基坑支护结构稳定和变形的影响而出现工程事故的案例屡见不鲜。分析其原因,除部分工程存在施工质量问题外,大多是由于设计时没有充分考虑坑中坑问题对支护结构的影响而造成的。本文针对基坑支护中的坑中坑问题,通过建立三维有限元模型模拟计算,采用单因素分析方法,分析了有无支撑、坑中坑距支护结构的距离、坑中坑高差、土体性质以及支护结构刚度对支护结构变形计算的影响。本文的分析讨论得到了一些初步结论,为以后的实际基坑工程以及进一步研究提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 基坑工程发展概况
• 1.3 基坑支护的作用与特点
• 1.4 基坑支护的类型
• 1.5 国内外研究现状
• 1.6 本文的主要内容
• 1.6.1 本文的主要思路
• 1.6.2 本文的主要工作
• 第二章 基坑工程有限元分析基本理论
• 2.1 引言
• 2.2 基坑工程有限元基本理论
• 2.2.1 有限元基本思路
• 2.2.2 有限元解题步骤
• 2.3 支护结构有限元法介绍
• 2.3.1 一维杆系有限元法
• 2.3.2 三维杆系有限元法
• 2.3.3 连续介质有限元法
• 第三章 基坑支护的设计方案介绍
• 3.1 工程概况
• 3.1.1 工程简介
• 3.1.2 场地工程地质条件和水文特征
• 3.2 基坑支护设计方案
• 3.3 设计计算时的影响因素
• 3.3.1 水土合算与水土分算
• 3.3.2 m 值的选取
• 3.3.3 支撑刚度
• 3.4 本章小结
• 第四章 基坑支护的三维有限元分析
• 4.1 三维有限元分析的基本假定
• 4.2 有限元模型的建立
• 4.2.1 计算域及边界条件
• 4.2.2 支护桩墙的等效
• 4.2.3 模型的单元类型
• 4.2.4 土体的本构模型
• 4.2.5 土体与支护结构接触模拟
• 4.2.6 初始自重应力场的建立
• 4.2.7 开挖过程的模拟
• 4.3 现场监测方案
• 4.4 模拟结果与实测数据对比分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 坑中坑无支撑支护变形计算影响因素分析
• 5.1 概述
• 5.2 有限元计算模型的建立
• 5.3 坑中坑距支护结构的距离影响分析
• 5.3.1 坑中坑高差△H =1m 时的情况
• 5.3.2 坑中坑高差△H =2m 时的情况
• 5.4 坑中坑高差影响分析
• 5.4.1 坑中坑距支护结构的距离为定值时的情况
• 5.4.2 坑中坑距支护结构的距离与坑中坑高差的比值为定值时的情况
• 5.5 土体性质影响分析
• 5.6 支护结构刚度影响分析
• 5.7 本章小结
• 第六章 坑中坑有支撑支护变形计算影响因素分析
• 6.1 有支撑支护的有限元模型
• 6.2 有无支撑的对比分析
• 6.3 坑中坑距支护结构的距离影响分析
• 6.3.1 坑中坑高差△H =1m 时的情况
• 6.3.2 坑中坑高差△H =2m 时的情况
• 6.4 坑中坑高差影响分析
• 6.4.1 坑中坑距支护结构的距离为定值时的情况
• 6.4.2 坑中坑距支护结构的距离与坑中坑高差的比值为定值时的情况
• 6.5 土体性质影响分析
• 6.6 支护结构刚度影响分析
• 6.7 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 本文的主要结论
• 7.2 进一步研究的建议及展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢