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软弱地层条件下双排桩支护结构的变形研究

作 者: 孙涛
导 师: 刘俊岩
学 校: 济南大学
专 业: 结构工程
关键词: 深基坑工程 双排桩 桩体变形 有限元
分类号: TU473.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 13次
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内容摘要


本文以济南某一双排桩支护深基坑工程为标本,运用有限元软件PLAXIS采用土工实验参数,建立了考虑桩土共同作用的二维有限元模型,土体采用摩尔库伦弹塑性模型,桩体采用线弹性单元,并且根据设计工况进行施工模拟,在固定量不变的前提下,探讨了排距、桩体刚度、连梁刚度、是否考虑桩土共同作用、桩体的嵌固深度等因素对支护结构变形和内力的影响;通过现场监测进一步分析了在双排桩支护条件下,前、后排桩及其连梁的变形规律,且印证了有限元模型分析结果的正确性,并以此为依据对基坑的下一步施工提供指导意见。结合有限元模拟和现场监测得到了对工程实践和理论研究有一定参考价值的结论:1.双排桩排距在2D-4D条件下,既能有效发挥支护体系的控制变形的作用,又能使桩体内力分布较为合理。2.前排桩和连梁的刚度,尽量趋于统一,这样才能有效的协调统一前、后排桩体的变形和内力,在设计时可以进行前、后桩体不等刚度方式,后排桩尺寸较前排桩可以适当削减。3.考虑桩土共同作用的计算模型,才能如实反映支护结构的变形,不能简单的将桩土捆绑一起计算,界面系数在0.1-0.2范围内,得到的桩体变形和内力分布更为合理。4.在同一工况中,桩体数量相同、桩距不同的双排桩支护和单排桩支护形式下,双排桩的变形大约为单排桩支护条件下的60%。5.在双排桩支护体系中,前排桩嵌固深度满足要求的前提下,后排桩桩长可适量削减,削弱的比例可结合具体的地层条件。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 引言  10-11
    1.2.1 双排桩布置形式  11
    1.2.2 双排桩特点  11
  1.3 本课题研究现状  11-14
  1.4 双排桩支护结构研究中存在的主要问题  14-15
  1.5 本课题研究的主要内容和方法  15-16
第二章 双排桩支护变形机理与分析理论  16-26
  2.1 变形机理  16
  2.2 计算模型  16-25
    2.2.1 基于经典土压力建立的计算模型  16-18
    2.2.2 基于平面杆系有限元建立的计算模型  18-20
    2.2.3 基于 winkle 假定的计算模型  20-21
    2.2.4 等效抗弯刚度计算模型  21-22
    2.2.5 土压力强度修正的双排桩计算模型  22-23
    2.2.6 考虑冠梁作用的空间计算模型  23-24
    2.2.7 土拱原理计算模型  24
    2.2.8 有限单元法计算模型  24-25
  2.3 分析方法  25-26
第三章 双排桩支护变形有限元模拟分析  26-48
  3.1 有限元模型分析思路  26-29
    3.1.1 已有模型的分析  28
    3.1.2 本课题拟采用的模型分析方法  28-29
  3.2 有限模型的建立  29-33
    3.2.1 单元选择  30-32
    3.2.2 有限单元的划分  32
    3.2.3 对双排桩变形的模拟  32-33
  3.3 模型的计算云图  33-34
  3.4 输出结果分析  34-45
    3.4.1 排距因素影响  34-36
    3.4.2 桩身刚度因素影响  36-38
    3.4.3 连梁刚度因素影响  38-40
    3.4.4 是否考虑桩土接触因素影响  40-41
    3.4.5 双排桩与单排桩的对比分析  41-42
    3.4.6 考虑不同的嵌固深度下的变形分析  42-45
  3.5 本章小结  45-48
第四章 双排桩支护变形监测和分析  48-64
  4.1 工程概况  48
  4.2 场地地层条件  48-52
  4.3 基坑开挖阶段双排桩支护变形分析  52-56
  4.4 基坑开挖完毕至基坑回填双排桩变形的时间效应  56-57
  4.5 双排桩支护结构的弯矩与变形的关系  57-60
  4.6 双排桩土压力与变形的关系  60-64
第五章 有限元模拟与变形监测的对比分析  64-68
第六章 结论与建议  68-70
  6.1 结论  68-69
  6.2 建议  69-70
参考文献  70-74
致谢  74-76
附录  76

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 土力学、地基基础工程 > 地基基础 > 桩基及深基础 > 桩基
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