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邯郸市某深基坑桩—锚支护的数值模拟研究

作　者: 牛中元
导　师: 程祖锋
学　校: 河北工程大学
专　业: 地质工程
关键词: 深基坑支护结构 FLAC 数值模拟变形
分类号: TU753
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文对深基坑支护理论进行了总结,简单介绍了目前常用的几种计算基坑受力与变形的方法和有限元理论及其特点及适用范围。有限元法已成为分析岩土工程问题的实用和有效的手段。以邯郸市某工程为例,将深基坑的支护与开挖简化为平面应变问题来进行数值模拟计算。根据计算结果,分析支护结构的受力和变形规律。在此基础上,通过调整桩长作进一步计算,以分析桩长对支护结构变形的影响。采用FLAC软件对本工程实行土体建模分析,土体采用理想弹塑性本构模型,模型中土的破坏准则采用摩尔-库仑(Mohr-Coulomb)屈服准则描述,锚杆采用锚索(cable)单元、护坡桩采用(pile)单元。初始地应力场建立,对土体施加荷载,该作用力与土体的初始应力正好平衡,使得土体的初始位移为零。然后进行分步开挖过程模拟,采用null单元模拟开挖土体,建立每步土体开挖的应力场和位移场。最后对护坡桩及锚杆进行受力分析,并改变参数分别模拟,得出合理的模拟结果,验证有限元模拟的合理性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-16
  1.1 深基坑工程研究概述  9-12
    1.1.1 发展历史  9
    1.1.2 国内外研究现状  9-11
    1.1.3 深基坑工程中存在的问题  11
    1.1.4 深基坑工程的特点  11-12
  1.2 研究深基坑工程的目的和意义  12-13
  1.3 关于数值分析方法  13
  1.4 研究思路与技术路线  13-16
    1.4.1 研究思路  13-14
    1.4.2 技术路线  14-15
    1.4.3 本文主要工作内容和工作量  15-16
第2章深基坑设计计算理论  16-27
  2.1 常见支护结构类型及其使用范围  16-18
  2.2 相关设计计算理论  18-25
    2.2.1 土压力的分类  18-20
    2.2.2 土压力计算理论  20-24
    2.2.3 特殊条件下的土压力计算  24-25
  2.3 多锚支护桩的计算  25-26
    2.3.1 静力平衡法  25
    2.3.2 等值梁法  25-26
  2.4 本章小结  26-27
第3章桩-锚支护结构的机理分析  27-37
  3.1 概述  27
  3.2 桩-锚支护的构成  27-28
  3.3 桩-锚支护结构的机理与力学分析  28-32
    3.3.1 桩-锚支护结构的工作机理  28
    3.3.2 桩-锚支护的力学分析  28-32
  3.4 桩-锚支护结构稳定性分析  32-36
    3.4.1 支护结构整体稳定性分析  32-34
    3.4.2 基坑抗隆起稳定性验算  34-35
    3.4.3 深基坑底部抗管涌稳定性分析  35-36
  3.5 桩锚支护结构力学性能的影响因素  36
  3.6 本章小结  36-37
第4章 FLAC 理论基础  37-44
  4.1 FLAC 程序简介  37-38
  4.2 计算基本原理  38-43
    4.2.1 有限差分方程  38-40
    4.2.2 本构模型  40-41
    4.2.3 求解的典型步骤  41-43
    4.2.4 结构单元介绍  43
  4.3 本章小结  43-44
第5章基坑支护的数值模拟  44-59
  5.1 工程概况  44-45
    5.1.1 建筑规模  44-45
    5.1.2 场地工程地质条件概况  45
  5.2 分析前的准备工作  45-49
    5.2.1 参数选取和模型确定  45-49
    5.2.2 初始应力场的平衡  49
  5.3 基坑开挖支护过程模拟  49-52
  5.4 计算结果分析  52-55
  5.5 桩身参数的变化对桩体变形的影响分析  55-58
  5.6 本章小结  58-59
结论  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-65
作者简介  65
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果  65-66

邯郸市某深基坑桩—锚支护的数值模拟研究

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