开挖过程中深基坑支护结构变形规律研究

论文摘要

随着城市建设的高速发展,人们对城市地下空间的利用率越来越高,深基坑引发的环境岩土工程问题日益受到人们的重视,使得这个理论研究、设计和施工都还不完善的课题成为业界的研究热点。从工程角度来看,深基坑设计由最初的强度控制发展到今天的变形控制、系统控制,因而深基坑支护结构的变形规律研究对优化基坑设计具有重要意义。本文以武汉市地铁二号线循礼门车站深基坑工程为背景,对深基坑围护结构的水平位移规律进行了分析研究。主要的工作内容如下:（1）简要介绍了基坑工程的特点和当前基坑工程发展现状,重点分析了地下连续墙的受力特点和变形规律。（2）概述了土的本构理论,重点对破坏准则,屈服准则,流动法则,硬化准则进行了论述,对本文使用的Drucker-Prager本构模型进行了详细介绍。（3）采用ANSYS有限元分析软件,对地铁车站抬高段典型断面基坑开挖过程进行二维有限元计算,对地连墙变形曲线与实测结果进行了对比分析,说明在参数选择合适的情况下ANSYS二维数值模拟可以用于支护结构位移的预测。（4）根据有限元软件计算,对地连墙刚度、内支撑刚度、内支撑预应力、土体参数等影响地连墙变形的主要因素进行分析,得出一些规律性的结论,为以后类似工程积累经验。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 深基坑发展状况及研究现状
• 1.2.1 基坑工程的特点
• 1.2.2 国内深基坑工程现状
• 1.3 本文的研究内容
• 2 地下连续墙的受力及变形规律
• 2.1 地连墙的分类及适用条件
• 2.1.1 地连墙的分类
• 2.1.2 地连墙的适用条件
• 2.2 地连墙的受力特点
• 2.2.1 荷载
• 2.2.2 内支撑处支点反力
• 2.3 地连墙的稳定
• 2.3.1 地连墙的嵌固深度
• 2.3.2 地连墙变形模式
• 2.4 地连墙变形主要影响因素和控制措施
• 3 土的本构关系
• 3.1 弹塑性模型理论
• 3.1.1 破坏准则
• 3.1.2 屈服准则
• 3.1.3 流动准则
• 3.1.4 硬化规律
• 3.2 Drucker-Prager 模型
• 4 工程概况及有限元模型的建立
• 4.1 工程概况
• 4.1.1 场地工程地质条件
• 4.1.2 车站的支护结构形式
• 4.1.3 开挖方案
• 4.1.4 地连墙水平位移检测
• 4.2 有限元法概述
• 4.3 有限元模拟简介
• 4.4 ANSYS 软件介绍
• 4.5 基坑开挖模型建立
• 4.5.1 基本假定
• 4.5.2 建立模型
• 4.5.3 有限元计算结果
• 4.6 本章小结
• 5 变形的影响因素
• 5.1 地连墙厚度对变形的影响
• 5.2 内支撑刚度对变形的影响
• 5.2.1 第一道内支撑刚度对变形的影响
• 5.2.2 第二、三、四、五内支撑刚度对变形的影响
• 5.3 内支撑预应力对变形的影响
• 5.3.1 第一内支撑预应力对变形的影响
• 5.3.2 第二、三、四、五道内支撑预应力对变形的影响
• 5.4 土体参数对基坑变形的影响
• 5.4.1 土体模量的影响
• 5.4.2 粘聚力c、内摩擦角φ的影响
• 5.5 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：硕士研究生期间发表论文