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喷锚支护格构梁计算方法研究及三维有限元分析

作　者: 马立博
导　师: 时伟
学　校: 青岛理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 格构梁 winkler弹性地基梁三维有限元梁内力
分类号: TU476
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

城市化进程推动了深基坑支护技术的发展,各式各样的支护方式也应运而生,格构梁喷锚支护以其施工方便、占地空间小、经济安全等优点在基坑支护中广泛应用。目前国内外对于这种支护形式的研究很多,但无论从理论还是试验方面大都是基于锚杆和预应力锚杆的探讨,对于格构梁的研究很少,没有形成定性定量的理论体系。格构梁是格构梁喷锚支护体系中很重要的一部分,它直接关系到整个支护体系工作状态的好坏,并且格构梁受地基情况、锚杆作用等多个因素的影响,受力特性复杂。设计人员往往根掘构造要求和经验对格构梁进行设计,通常采用结构上的简支梁、连续梁计算,但这些方法并不完全适合格构梁,有明显的不合理处。因此,对格构梁进行研究是十分必要和迫切的任务。本文以考虑梁和地基共同作用的winkler方法为基础,引入双参数法、考虑水平作用的winkler方法,推导出三参数方法计算公式来计算格构梁。用数学软件Matlab编程,计算分析了在梁刚度变化和地基刚度变化时受力的变化规律,并计算分析几种格构梁改进计算方法的适用性。通过原始winkler方法和考虑水平力作用的改进型winkler方法的计算结果与实测值进行比较,验证了改进方法的先进性。对青岛滨海花园深基坑工程的格构梁进行现场监测,取纵梁为研究对象,通过测得梁的应变计算出梁的内力值。本文用结构分析软件ANSYS模拟工程实例中格构梁的受力情况,比较真实地模拟梁与土体的相互作用,形象地反映梁的空间作用。本文对模型进行了合理的简化和边界处理,模拟了基坑开挖过程中七个工况下梁的不同状态,计算结果与实测值比较接近,验证了这种方法的可行性。通过本文的研究提出了适合青岛地区喷锚支护设计中格构梁的设计计算方法,并对其他类型的地基情况给出建议。同时利用ANSYS计算方法对格构梁设计计算也具有较好的参考价值。

喷锚支护格构梁计算方法研究及三维有限元分析

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