加筋水泥土门架式桩锚支护结构的性状分析

论文摘要

加筋水泥土门架式桩锚支护是近年来新兴的一种基坑支护技术,在安全性、经济性、施工便利性等方面都比传统支护技术优越,目前在实际工程中已经得到越来越多的应用,但至今尚未有对这种新型支护结构的设计计算理论的研究分析,从而导致设计施工还处在照搬别人经验的较低层次上。为此,本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法对该支护结构体系的内力、变形和稳定性三方面性状展开了较为深入的研究,并提出了一种基于弹性抗力法的实用计算方法。主要工作如下:1.通过对该支护结构的力学与结构效应的理论分析,提出了基于弹性地基梁理论的计算模型,并推导了支护结构的内力和变形的解析解的求解公式;2.从现行的稳定验算方法存在的问题出发,利用极限平衡原理建立了该支护结构的稳定性分析模型和验算方法,并分析了其主要结构参数对稳定性的影响程度;3.对该支护结构进行了简要的杆系有限元分析,并利用理论计算方法对工程实例进行了计算;4.通过工程实例的FLAC数值模拟分析,并与理论计算结果进行对比,进一步验证了理论分析计算的合理性,然后以水平位移值作为评价指标对该支护结构的主要设计参数进行对比分析,总结出其性状规律。研究成果表明加筋水泥土门架式桩锚支护技术具有良好的变形控制能力和整体稳定性,本文的研究工作对建立该支护结构的设计计算理论具有很好的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 本课题的提出与目的
• 1.1.1 引言
• 1.1.2 加筋水泥土桩锚支护结构形式特点
• 1.1.3 本课题的研究目的
• 1.2 本课题的发展历史及研究现状
• 1.2.1 加筋水泥土桩墙支护技术（SMW工法）
• 1.2.2 门架式双排桩支护技术
• 1.2.3 桩锚支护技术
• 1.3 本课题的研究内容和思路
• 1.3.1 本课题研究的内容
• 1.3.2 本课题研究的方法和技术路线
• 2 加筋水泥土门架式桩锚支护机理和计算分析
• 2.1 加筋水泥土门架式桩锚支护结构的构成
• 2.2 加筋水泥土门架式桩锚支护机理分析
• 2.2.1 加筋水泥土围护机理
• 2.2.2 门架式双排桩支护结构的受力特性
• 2.2.3 斜锚桩围护结构的工作机理
• 2.2.4 加筋水泥土门架式桩锚支护特性
• 2.3 加筋水泥土门架式桩锚支护的计算分析
• 2.3.1 计算模型的建立
• 2.3.2 支护结构构件的求解分析
• 2.3.3 核心土体及坑内土体抗力计算
• 2.3.4 搅拌桩抗弯刚度的确定
• 3 加筋水泥土门架式桩锚支护结构的稳定性分析
• 3.1 概述
• 3.2 支护结构的稳定性分析
• 3.2.1 支护结构的一般稳定性验算分析
• 3.2.2 内部稳定性验算理论（Kranz理论）
• 3.2.3 Kranz理论与条分法相结合的极限平衡法
• 3.3 影响基坑整体稳定性的因素分析
• 3.3.1 基本算例的稳定性计算
• 3.3.2 影响因素分析
• 4 支护结构的杆系有限元分析与工程实例计算
• 4.1 概述
• 4.2 支护结构的杆系有限元分析
• 4.2.1 杆系有限元分析的一般步骤
• 4.2.2 弹性地基梁的有限单元法
• 4.2.3 锚桩、后排桩单元内力的计算
• 4.2.4 桩墙单元内力的计算
• 4.3 工程实例
• 4.3.1 工程概况
• 4.3.2 工程水文地质条件
• 4.3.3 基坑支护方案
• 4.3.4 计算分析
• 5 加筋水泥土门架式桩锚支护结构的数值分析
• 5.1 概述
• 5.2 FLAC简介
• 5.2.1 FLAC基本原理
• 5.2.2 FLAC程序的主要特点
• 5.2.3 FALC网格
• 5.2.4 FLAC的结构单元
• 5.3 建立FLAC2D计算模型
• 5.3.1 模型建立的理论依据
• 5.3.2 计算模型的确立及网格的划分
• 5.4 模型参数的选取
• 5.5 模拟结果
• 5.6 支护参数影响分析
• 5.7 关于计算结果的讨论
• 6 结论与建议
• 6.1 主要结论
• 6.2 进一步研究的建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果