深基坑桩墩扶壁式复合土钉墙支护结构数值模拟分析与研究

论文摘要

城市建设中的基坑工程,既要保证基坑自身的安全稳定,又要保证其对周围环境不造成破坏性影响,传统的以强度控制设计为主方式逐渐被以变形控制设计为主的方式所取代。由于地下管线密布对支护施工的影响以及施工面有限的限制,在工程中常采用桩锚支护结构型式。针对深基坑工程特点,本文总结了对支护桩增设支撑后对支护桩受力性能产生的影响,并介绍了目前常用的计算桩锚支护结构受力与变形的方法和理论。基坑是一个具有长度、宽度、深度的三维空间结构体系。在一般的设计和研究中,人们常常将其简化为二维平面应变问题进行分析计算。这不能完整地反映基坑的空间性状以及尺寸效应,因此有必要从三维角度进行分析。在深基坑支护理论的分析方法中,有限元法已成为分析岩土工程问题的实用和有效的手段。本文通过运用有限元分析软件PLAXIS建立了考虑土和支护结构相互作用的基坑开挖三维有限元模型,对桩身位移、桩锚受力分配、整个基坑的沉降、基坑底部土体的隆起及土体和支护桩在基坑开挖过程中的反应进行了分析研究,并探讨了桩中心距、桩墩植入深度、锚杆长度、土钉间距对桩墩扶壁式复合土钉墙支护结构中的桩身位移和桩锚受力分配的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 本文研究的目的和研究内容
• 1.3.1 本文研究的目的
• 1.3.2 本文研究的内容
• 1.4 模型的建立及模拟计算参数
• 1.4.1 模型的建立
• 1.4.2 数值模拟计算参数
• 1.4.3 桩墩扶壁式复合土钉墙的计算过程
• 第二章 桩墩变形及影响因素的分析
• 2.1 桩墩扶壁式复合土钉墙支护结构的受力模式
• 2.2 支护桩墩的水平位移分析
• 2.2.1 桩中心距对桩轴线及桩顶位移影响分析
• 2.2.2 灌注桩嵌固深度对桩身位移的影响分析
• 2.2.3 锚杆长度对桩轴线位移的影响
• 2.2.4 土钉间距对桩轴线位移的影响
• 2.3 本章结论
• 第三章 基坑变形及其影响因素的分析与研究
• 3.1 桩墩后地面沉降与基坑内隆起分析与研究
• 3.1.1 桩中心距对桩后土体沉降及基坑底部隆起的影响
• 3.1.2 桩墩植入深度对桩后土体沉降及基坑底部隆起量的影响
• 3.1.3 锚杆长度对桩后土体沉降及坑内土体隆起的影响
• 3.1.4 土钉间距对桩后土体沉降及坑内土体隆起的影响
• 3.2 本章结论
• 第四章 桩、锚及土钉的受力分配的研究
• 4.1 桩中心距对桩、锚内力分配的影响
• 4.1.1 桩中心距对桩身内力的影响
• 4.1.2 桩中心距的变化对锚杆拉力的影响
• 4.2 桩墩植入深度对桩、锚杆内力分配的影响
• 4.2.1 桩墩植入深度对桩身内力的影响
• 4.2.2 桩墩植入深度对锚杆拉力的影响
• 4.3 锚杆长度对桩、锚杆内力分配的影响
• 4.3.1 锚杆长度对桩身内力的影响
• 4.3.2 锚杆长度的变化对锚杆拉力的影响
• 4.4 土钉间距对桩、锚内力分配的影响
• 4.5 施工过程对桩锚受力分配的影响
• 4.6 桩墩扶壁式复合土钉墙支护结构的作用机理分析
• 4.6.1 桩与土相互作用机理的分析
• 4.6.2 土体与锚杆相互作用机理的分析
• 4.6.3 桩墩与锚杆相互作用机理的分析
• 4.7 本章结论
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历
• 攻读硕士学位期间所发表的论文