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超载顺序和软土夹层对锚杆支护结构性能的影响

作　者: 李红英
导　师: 马石城
学　校: 湘潭大学
专　业: 结构工程
关键词: 锚杆支护有限元超载顺序软土夹层流变
分类号: TU476
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 32次
引　用: 1次
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内容摘要

目前,对锚杆支护结构的性能研究一直是国内外研究的热点,但现有的规范以及传统的基坑开挖分析中,对超载顺序和软土夹层对锚杆支护结构的性能的影响往往被忽略。一是在现有的规范设计中,一般将超载统一定义为一种只有大小、作用位置和影响范围的荷载形式,而忽略了超载施加的顺序是否与实际的工况相符;另外,在传统的基坑开挖分析中,对土体的流变特征是忽略不计的,但对流变特征表现较强的土体,如软粘土,则不能忽视其流变特性的影响。本文在前人研究成果的基础上,建立了三维有限元模型,分别考虑上述因素对锚杆支护结构的受力以及变形机理进行了研究。主要内容如下:1、采用有限元软件ANSYS对锚杆支护进行三维非线性有限元分析。在有限元计算中,采用Drucker-Prager模型作为土体的本构模型,并通过一工程实例,验证用有限元模型与分析方法的合理性,从而将其应用于锚杆支护结构的受力和变形机理的研究。2、在考虑坡顶超载的情况下设计一边坡,建立有限元模型,分析超载情况的不同(包括超载顺序以及先超载条件下超载强度、作用范围、作用位置等)对边坡的水平位移和锚杆轴力的影响。3、在考虑一定厚度的软土存在的情况下设计一边坡,建立有限元模型,分析软土夹层对锚杆支护结构性状的影响。包括以下两个方面:(1)从软土的基本性质(包括软土层的位置、厚度以及软土层的土质好坏)来分析软土层在空间上对支护结构的影响。(2)从软土的流变性质来分析软土层在空间和时间上对支护结构的影响。采用马石城教授提出的研究土的流变性的非线性有限元计算方法,通过时变参数拟合模型中的c和φ在计算过程中随时间的变化,以达到考虑土体流变特性的目的,进而分析开挖完成后锚杆性状随时间的变化影响。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-18
  1.1 前言  8
  1.2 锚杆支护概述  8-12
  1.3 锚杆支护理论的研究  12-15
  1.4 锚杆支护结构的计算方法  15-16
  1.5 目前存在的问题  16-17
  1.6 本文的研究意义及主要研究内容  17-18
第2章锚杆支护的有限元理论  18-28
  2.1 ANSYS 简介  18-19
  2.2 非线性有限元的计算方法  19-23
  2.3 岩土体的 Drucker-Prager 理想弹塑性本构模型  23-24
  2.4 锚杆和混凝土面板的本构模型  24
  2.5 有限元模型中单元类型的确定  24-27
  2.6 基坑开挖过程的模拟  27
  2.7 本章小结  27-28
第3章锚杆支护结构的有限元模拟与分析  28-40
  3.1 工程实例简介  28-29
  3.2 有限元模型的建立  29-33
  3.3 有限元计算结果分析  33-36
  3.4 锚杆支护的受力机理  36-38
  3.5 本章小结  38-40
第4章超载条件下锚杆支护结构的性能分析  40-54
  4.1 工程概况  40-41
  4.2 超载的顺序的影响  41-46
  4.3 超载作用强度的影响  46-47
  4.4 超载作用范围的影响  47-50
  4.5 超载位置的影响  50-51
  4.6 地面超载对不同坡角的影响  51-53
  4.7 本章小结  53-54
第5章软土夹层对锚杆支护结构性能的影响  54-65
  5.1 工程概况  54-55
  5.2 软土夹层位置的影响  55-57
  5.3 软土夹层厚度的影响  57-58
  5.4 软土土质的影响  58-60
  5.5 软土的流变性质对锚杆支护结构的影响  60-64
  5.6 本章小结  64-65
结论和展望  65-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
附录 A(在学期间发表的学术论文与研究成果)  71

超载顺序和软土夹层对锚杆支护结构性能的影响

内容摘要

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