邻近建筑物桩基对基坑开挖的影响研究

论文摘要

近年来,随着国民经济的快速发展、城市现代化进程加剧、城市建设用地迅速消耗,有限的城市地面空间已不能满足人们日益增长的生活和工作需要,由此产生了大量的深基坑工程。这类基坑往往多出现在建筑物密集区,因此在进行基坑设计与施工时就必须考虑到基坑开挖与邻近建筑物的相互影响。在紧邻已有建筑物桩基础情况下进行基坑施工,基坑开挖会引起周围地基土层发生位移,位移过大就会使邻近建筑物的桩基础产生附加的挠度变形和弯矩,当弯矩和变形过大时桩基础就会发生破坏导致上部结构的毁坏；另一方面,邻近建筑物桩基础对基坑开挖也起到了积极作用,它作为土体的骨架成分约束土体,分担了部分侧向土压力,在一定程度上减少了支护结构的挠度、变形和弯矩。因此,如何考虑基坑开挖与邻近建筑物之间的相互影响关系是工程建设领域一直关注和研究的重要课题,具有一定的理论意义和实用价值。基坑开挖对邻近桩基础的影响研究各国学者已经进行了大量的工作,本课题在学习和借鉴这些研究成果的基础上重点分析邻近建筑物桩基础的存在对于基坑开挖过程中支护结构的土压力以及变形位移的影响。本文的研究课题主要涵盖了以下几个方面的主要内容：1)简单阐述了基坑工程的系统理论,对经典土压力理论进行简要介总结,重点介绍了基于普朗特尔理论的对数螺旋线滑动面土压力计算公式——假设挡土墙后土体滑动面为一曲线滑动面。2)详细阐述岩土工程有限元分析理论及土体的本构模型选择。3)简单介绍了岩土有限元软件MIDAS/GTS,并利用该软件进行邻近建筑物桩基础对基坑开挖影响的数值分析,结果表明邻近桩基础的存在对基坑开挖具有明显的有利影响。4)结合工程实例,对基坑工程中常见的土压力计算理论选用和考虑邻近桩基影响的附加侧向土压力计算方法问题提出探索性意见,供以后类似工程参考。5)对本文的研究工作进行总结,并提出进一步的研究方向和思路。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 基坑工程的发展概况
• 1.3 基坑工程的研究现状
• 1.3.1 基坑支护的型式及合理选型
• 1.3.2 土压力计算理论研究
• 1.3.3 支挡结构设计计算理论
• 1.3.4 基坑工程常见问题
• 1.3.5 基坑技术发展趋势
• 1.4 课题的提出及研究意义
• 1.5 本文的主要工作
• 第二章 土压力计算理论
• 2.1 概述
• 2.2 土压力的种类
• 2.2.1 静止土压力
• 2.2.2 主动土压力
• 2.2.3 被动土压力
• 2.3 土压力计算
• 2.3.1 静止土压力计算
• 2.3.2 朗肯土压力理论
• 2.3.3 库伦土压力理论
• 2.3.4 主动土压力系数"规范"计算公式
• 2.3.5 支护结构土压力计算
• 2.3.6 特殊情况下土压力计算
• 2.4 曲线滑动面土压力计算方法
• 2.4.1 理论基础
• 2.4.2 改进土压力的计算方法
• 2.4.3 土压力计算理论的选用
• 2.5 本章小结
• 第三章 岩土工程有限元分析理论和本构模型
• 3.1 概述
• 3.2 有限单元法
• 3.2.1 有限元法常用术语
• 3.2.2 有限元法的理论基础
• 3.2.3 有限元法解析步骤
• 3.3 土的本构模型
• 3.3.1 土的弹性本构模型
• 3.3.2 土的弹塑性本构模型
• 3.3.3 粘弹塑性模型
• 3.4 岩土工程有限元分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 邻近建筑物桩基对基坑开挖的影响研究
• 4.1 引言
• 4.2 MIDAS/GTS简介
• 4.3 有限元数值模拟
• 4.3.1 工程概况
• 4.3.2 模型参数
• 4.3.3 计算网格
• 4.3.4 计算结果分析比较
• 4.3.5 结论
• 4.4 本章小结
• 第五章 工程实例分析
• 5.1 概述
• 5.2 工程概况
• 5.3 土压力计算问题
• 5.3.1 主动土压力计算比较
• 5.3.2 被动土压力计算比较
• 5.3.3 算例分析
• 5.4 考虑邻近桩基影响的附加侧向土压力计算方法
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 论文主要结论
• 6.2 进一步的研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果