SMW工法型钢起拔力有限元分析

论文摘要

本文对SMW工法中型钢起拔力进行了较为深入的分析与研究。作为一种新型的基坑支护形式,型钢能否顺利回收直接影响该工法的经济性,也间接地影响该工法在工程界的推广。针对目前国内对型钢起拔力研究所存在的不足,本文主要进行了如下工作:简要介绍摩擦学相关理论及摩擦特性,为型钢起拔力的公式推导奠定理论基础;针对型钢起拔过程中可能存在的爬行现象进行说明,并对其主要影响因素进行深入的分析;利用弹性理论及基本摩擦特性推导出型钢的起拔力公式,同时依据试验结果提出起拔力简化公式,并对起拔机理进行论述。利用ABAQUS有限元软件对基坑开挖、支撑架设、支撑拆除、基坑回填及型钢起拔等一系列施工过程进行模拟,并对型钢起拔力的计算结果进行分析,总结了包括摩擦系数、挡墙水平压力、挡墙变形量、挡墙横向约束、墙体水泥土强度、挡墙厚度、临时荷载如支撑力及千斤顶压力等在内各主要因素对起拔力的影响;同时,较为深入地分析了型钢的表面不同部位摩阻力的差异,并对起拔力简化公式进行修正。通过对工程实例的模拟,对比分析有限元计算值与实测值,验证了前文得出的相关结论以及有限元分析的可靠性。在本文中,型钢起拔的有限元模拟以及对型钢起拔力主要影响因素的深入分析,不仅丰富了SMW工法的理论研究,同时,通过对工程实例的验证,使研究也具备了较好的实际参考价值。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 基坑支护技术概述
• 1.3 SMW 工法概述
• 1.3.1 SMW 工法的发展
• 1.3.2 SMW 工法的分类
• 1.3.3 SMW 工法的施工工艺
• 1.3.4 SMW 工法的特点
• 1.3.5 SMW 工法的应用
• 1.4 SMW 工法研究现状
• 1.4.1 水泥土特性研究
• 1.4.2 SMW 组合挡墙共同作用的试验研究
• 1.4.3 SMW 工法设计计算
• 1.5 型钢起拔研究现状
• 1.6 本文主要工作
• 第二章 型钢抗拔力理论值推导
• 2.1 引言
• 2.2 摩擦学概述
• 2.2.1 摩擦学的起源与发展
• 2.2.2 摩擦复杂系统的基本特征
• 2.2.3 摩擦特性
• 2.3 爬行概述
• 2.3.1 爬行现象的分类
• 2.3.2 爬行的影响因素
• 2.3.3 型钢爬行机理
• 2.4 型钢起拔力的公式推导
• 2.5 型钢拨出机理
• 2.6 小结
• 第三章 型钢起拔力的有限元分析
• 3.1 引言
• 3.2 ABAQUS 功能简介
• 3.2.1 ABAQUS 模块
• 3.2.2 ABAQUS 分析流程
• 3.2.3 ABAOUS 中非线性问题的处理
• 3.2.4 ABAQUS 中接触面处理
• 3.3 型钢起拔有限元模型的建立
• 3.3.1 模型的假设
• 3.3.2 模型的建立
• 3.4 计算结果分析
• 3.4.1 摩擦系数的影响
• 3.4.2 墙体水平压力的影响
• 3.4.3 墙体变形量的影响
• 3.4.4 墙体水平压力和变形量的综合影响
• 3.4.5 墙体横向约束的影响
• 3.4.6 墙体水泥土强度的影响
• 3.4.7 墙体厚度的影响
• 3.4.8 支撑力的影响
• 3.4.9 千斤顶压力的影响
• 3.5 型钢表面摩阻力分析
• 3.6 型钢最大起拔力简化公式的修正
• 3.7 小结
• 第四章 工程实例分析
• 4.1 引言
• 4.2 工程实例分析
• 4.2.1 工程实例一
• 4.2.2 工程实例二
• 4.3 小结
• 第五章 结束语
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢