北京国益大厦基坑土钉支护数值模拟与现场试验研究

论文摘要

基坑支护设计具有一定的复杂性和综合性,该项工作的好坏直接关系到工程的质量和安全,因而是地下工程设计中的一项关键性的工作。随着国民经济的迅速发展,建筑行业也随之日益繁荣,建筑的高度也在不断增加。截止2009年,已完成的世界最高建筑——迪拜塔已达828米,共计160层。建筑物高度的增加对基坑的开挖深度以及支护结构的要求也变得越来越高,遇到的困难和问题也不断涌现。因此,加强基坑支护设计计算理论及稳定性分析的研究,对解决基坑工程中存在的问题和提高基坑工程质量具有现实的指导作用。本文以北京珠江罗马国益大厦基坑开挖支护工程为例,首先依据该工程的地质背景,本着经济、合理、安全的原则,选用土钉墙支护。而后根据相关规范对该工程进行了开挖支护设计,并通过稳定性验算证明了设计的合理性。然后利用岩土领域应用较广的有限差分软件FLAC3D对基坑的开挖支护过程进行了数值模拟分析,对基坑的开挖和支护过程进行了应力、应变及位移等的分析,并与实测数据进行了对比,详细研究了基坑开挖过程中的变形和土钉的受力情况,从而为基坑的支护设计和施工提供了有利的指导和帮助。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 基坑工程概述
• 1.2.1 定义
• 1.2.2 基坑工程现状
• 1.2.3 基坑工程的特点
• 1.2.4 基坑工程的难点
• 1.3 支护类型选择
• 1.3.1 支护形式的分类
• 1.3.2 支护类型的选择
• 1.4 基坑支护数值模拟分析的意义
• 1.5 研究的内容及方法
• 1.5.1 研究的内容
• 1.5.2 研究的方法
• 第2章 土钉墙支护简述
• 2.1 土钉的应用原理
• 2.2 土钉的作用机理
• 2.2.1 骨架约束
• 2.2.2 分担作用
• 2.2.3 分散传递
• 2.2.4 面层约束
• 2.3 土钉墙的设计计算
• 2.3.1 土钉墙设计内容
• 2.3.2 边坡危险滑弧面计算
• 2.3.3 土钉所受土压力
• 2.3.4 土钉抗拔力
• 2.3.5 土钉稳定区长度
• 2.3.6 土钉总长度
• 2.3.7 土钉半径
• 2.4 土钉墙的内部稳定分析
• 2.5 土钉墙的外部稳定安全
• 2.5.1 抗滑动稳定计算
• 2.5.2 抗倾覆稳定性验算
• 第3章 基坑开挖支护设计及施工监测
• 3.1 工程概况
• 3.2 工程地质条件
• 3.2.1 地层土质
• 3.2.2 水文地质
• 3.2.3 抗震条件
• 3.3 基坑支护设计
• 3.3.1 降水方案
• 3.3.2 支护设计方案
• 3.3.3 基坑监测方案
• 第四章 北京国益大厦基坑开挖数值模拟
• 4.1 FLAC3D的基本原理及特点
• 4.1.1 FLAC3D的基本原理
• 4.1.2 FLAC3D的特点
• 4.1.3 FLAC3D的优点和缺点
• 4.2 基坑模型的构建与参数的选取
• 4.2.1 基坑模型的构建
• 4.2.2 基坑模型材料的计算参数
• 4.2.3 基坑模型的边界条件
• 4.3 基坑开挖数值模拟分析
• 4.3.1 第一步开挖
• 4.3.2 第二步开挖
• 4.3.3 第三步开挖
• 4.3.4 第四步开挖
• 4.3.5 第五步开挖
• 4.3.6 第六步开挖
• 4.3.7 第七步开挖
• 4.3.8 第八步开挖
• 4.3.9 第九步开挖
• 第5章 数值模拟与实测数值对比分析
• 5.1 变形对比
• 5.2 应力对比
• 第6章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献