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软土基坑被动区加固处理的研究

作　者: 金晓波
导　师: 陈颖辉
学　校: 昆明理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 坑内加固 FLAC-3D 坑角效应平面布置形式有限元
分类号: TU753
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本文介绍一种控制软土基坑变形和地表沉降的方法—被动区加固处理技术。它是通过坑内被动区土体加固后,来提高土体水平抗力和基坑稳定性,对减少位移与内力,都能起到一定作用。该技术在实际工程中得到一定的应用,但目前在工程中如何考虑被动加固的作用、如何确定被动区的竖向加固区域以及当考虑坑角效应坑内加固的布置都还不明确。本文对软土基坑坑内加固的探讨主要有以下几点：1.本文通过搜集大量有关坑内加固技术的资料,对其施工工艺以及坑内加固的平面布置形式进行了讨论；还对基坑支护形式进行了分析,得出适合坑内加固的支护形式。2.从基坑开挖塑性区的发展、土体流变性、基坑抗隆起系数以及水平抗力系数这四方面,阐述基坑坑内加固的受荷机理。3.利用有限元软件FLAC-3D,对影响坑内加固效果的加固体长度、宽度、桩的入土深度、水泥掺入比等因素进行了分析,依据分析的变化规律,可对坑内加固区进行合理设计。4.通过对基坑坑角效应的讨论,分析了基坑整体变形的特性以及坑角破坏的原因,为坑内平面加固形式的布置提供依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-9
第一章绪论  9-20
  1.1 引言  9
  1.2 软土基坑变形以控制标准的研究  9-13
    1.2.1 基坑变形特征  9-10
    1.2.2 基坑变形控制标准  10-11
    1.2.3 基坑监测控制  11-13
  1.3 基坑变形的计算方法  13-15
  1.4 基坑坑内加固的意义  15-17
  1.5 基坑坑内加固研究现状  17-19
  1.6 本文研究的内容和途径  19-20
第二章坑内加固分析  20-30
  2.1 基坑加固工艺  20-22
  2.2 坑内加固设计形式  22-24
  2.3 加固土体分析  24-26
    2.3.1 水泥土的物理性质  24
    2.3.2 水泥土的力学性质  24-26
  2.4 坑内加固支护结构的选择  26-28
  2.5 小结  28-30
第三章坑内土体加固的受荷机理  30-35
  3.1 抑制围护结构两侧土体塑性的发展  30-31
  3.2 减少土体流变性  31-32
  3.3 提高基坑的抗隆起性能  32-33
  3.4 提高土体等效水平抗力系数  33-34
  3.5 小结  34-35
第四章数值模拟方法及模型的选择  35-51
  4.1 概述  35
  4.2 FLAC-3D程序简介  35-36
  4.3 有限差分法  36
  4.4 FLAC~(3D)基本原理  36-43
    4.4.1 基本力学方程  36-37
    4.4.2 三维有限差分方程  37-40
    4.4.3 FLAC~(3D)计算原理  40-43
  4.5 材料本构模型  43-48
    4.5.1 摩尔-库仑模型  43-47
    4.5.2 土体参数的确定  47-48
  4.6 结构单元  48-50
  4.7 小结  50-51
第五章基坑数值模拟  51-74
  5.1 计算模型选用  51-56
    5.1.1 力学模型  51
    5.1.2 计算模型范围的确定  51
    5.1.3 边界条件  51-52
    5.1.4 基坑支护有限元计算模型(一)  52-53
    5.1.5 基础支护有限元计算模型(二)  53-54
    5.1.6 复合土体参数  54-56
  5.2 计算模拟结果分析  56-68
    5.2.1 加固深度对基坑变形的影响分析  56-59
    5.2.2 加固宽度对基坑变形的影响分析  59-60
    5.2.3 基坑加固对坑底隆起的影响  60-61
    5.2.4 水泥土强度对基坑变形的影响分析  61-64
    5.2.5 围护结构插入深度对基坑变形的影响分析  64-65
    5.2.6 地面超载对坑内加固区域的影响分析  65-68
  5.3 工程实例  68-72
    5.3.1 工程概况  68-69
    5.3.2 工程地质  69-70
    5.3.3 围护结构介绍  70
    5.3.4 模拟结果与实测结果的对比分析  70-72
  5.4 小结  72-74
第六章考虑坑角效应坑内加固的布置形式  74-90
  6.1 基坑坑角效应研究现状以及分析方法  74-77
    6.1.1 土的特性及其支撑体系刚度对坑角效应的影响  74
    6.1.2 基坑尺寸对坑角效应的影响  74-75
    6.1.3 坑角效应影响范围内主动土压力的研究  75-76
    6.1.4 基坑坑角效应的分析方法  76-77
  6.2 坑角效应对基稳定性的影响  77-79
    6.2.1 坑角部位挡墙的变形与破坏特性  77-78
    6.2.2 坑角部位土体的变形与破坏特征  78
    6.2.3 坑角效应对坑角部位的作用  78-79
  6.3 计算模型  79-80
  6.4 计算模拟分析  80-89
    6.4.1 坑角效应对基坑变形的影响分析  80-82
    6.4.2 考虑坑角效应坑内加固布置形式的分析  82-88
    6.4.3 坑内加固对坑角稳定性的影响分析  88-89
  6.5 小结  89-90
结论与建议  90-92
  结论  90
  展望  90-92
致谢  92-93
参考文献  93-97
攻读硕士学位期间发表的论文  97

软土基坑被动区加固处理的研究

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