基坑开挖的变形效应对桩基承载力的影响

论文摘要

随着城市建设的蓬勃发展,人们对地下空间的开发和利用也越来越重视,这样基坑开挖工程不仅越来越多,也越来越深,越来越大,同时基坑开挖过程中出现事故的可能性也越来越大,但是实际考虑了基坑开挖空间效应的深基坑开挖过程研究却比较少,难以对基坑支护结构设计过程起到指导的作用。本文中选取了汕头的一个大面积的长条形基坑用三维有限元进行模拟,并研究了基坑支护结构的变形和坑内桩基础的变形和受力情况。首先,利用三维有限元程序,采用Mohr-Coulomb模型,考虑了实际的开挖步骤和支护结构与土的接触面问题模拟了一个大面积的深基坑开挖工程实例,研究和分析了模拟的基坑开挖过程的变形效应并与实际工程的监测结果进行了对比,以验证模拟的准确性。其次,利用三维有限元程序,分析了坑内设置桩基础的一个大面积的深基坑开挖工程,研究和分析了基坑开挖过程中坑内桩基础的变形和其所受的基坑坑底隆起引起的拉力、土体侧移引起的弯矩的情况,并分析了坑内桩基础的安全性,分析结果可以对于基坑支护结构设计起到一定的指导作用。再者,利用三维有限元程序,采用Mohr-Coulomb模型,分析了坑内设置单桩基础的一个大面积的深基坑开挖工程,来研究基坑开挖前后此桩基承载力的变化,分析结果显示基坑开挖之后坑内桩基础的承载力有较大程度的降低。最后,利用环剪实验测得的残余强度研究了与基坑开挖效应对坑内桩基础的影响相似的挤土效应对临桩承载力的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 基坑开挖变形效应的模拟
• 1.2.2 基坑开挖对坑内桩基础的影响
• 1.3 本文的主要工作及创新点
• 1.3.1 本文的主要工作
• 1.3.2 本文的创新点
• 第2章 基坑开挖变形效应的三维有限元分析
• 2.1 工程概论说明
• 2.2 有限元软件 PLAXIS 介绍
• 2.2.1 莫尔—库仑模型介绍
• 2.2.2 接触面单元
• 2.3 基坑变形的空间效应
• 2.4 模型的建立及参数说明
• 2.4.1 模型建立时的规定与假设
• 2.4.2 建模中的土层及构件单元的参数
• 2.4.3 PLAXIS 模拟基坑开挖时的工况
• 2.5 工程实际监测结果
• 2.5.1 监测点的布置
• 2.5.2 测量周期及次数
• 2.5.3 围护结构不同深度水平位移监测成果分析
• 2.5.4 基坑压顶水平位移监测结果分析
• 2.6 有限元分析结果与实际监测结果的比较
• 2.7 基坑开挖过程中支护结构的受力状况
• 2.8 本章小结
• 第3章 基坑开挖过程中坑内桩基础的性状变化研究
• 3.1 基坑开挖过程中桩基础的变形
• 3.2 基坑开挖过程中坑内桩基础的受力状况
• 3.3 本章小结
• 第4章 基坑内桩基础的承载力变化研究
• 4.1 引言
• 4.1.1 桩基静载实验的二维有限元模拟方法
• 4.1.2 桩基静载实验的三维有限元模拟方法
• 4.2 基于有限元的深基坑开挖对坑内桩基础承载力影响的研究
• 4.3 本章小结
• 第5章 软土的残余强度对桩基承载力的影响分析
• 5.1 引言
• 5.2 软土残余强度的确定
• 5.2.1 试验设备及方法
• 5.2.2 试验结果分析
• 5.3 考虑残余强度的桩基静载试验模拟
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢