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深基抗支护结构的变形对周边环境水平位移的影响

作　者: 王传贺
导　师: 陈立宏; 王昆泰
学　校: 北京交通大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 深基坑 地下连续墙 预应力锚杆 支护结构刚度 水平位移
分类号: TU753
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着城市地下空间的开发利用和高层建筑的发展,基坑工程现在越来越向深大基坑发展,而城市中的深大基坑工程往往处于建筑物密集的城市中心,施工场地比较狭窄,而且很多工程都紧邻周边已有建筑物的基础,应用原有的基坑工程设计理论和常规的施工工艺都很难满足基坑开挖安全和保护基坑周边环境的要求。虽然近年来许多学者和工程技术人员都在基坑工程设计的变形控制方面做了许多研究,但是在寻找基坑开挖过程中,支护结构的变形对周围环境的变形影响规律方面仍然存在许多亟待解决的问题。本文以在实习过程中负责的北京典型工程地质条件下的深基坑工程为背景,运用数值模拟软件MIDAS/GTS对基坑开挖全过程进行数值模拟。将实际工程中的排桩依照刚度等效原则等效为地下连续墙,通过模拟地连墙在锚杆层数变化和刚度变化等情况下的变形,进而分析支护结构顶部水平位移,支护结构整体变形和墙后土层的水平位移变化并讨论其变形影响规律,得到对深基坑工程设计和施工有工程意义的结论,并依据实际工程中监测数据论证了数值模拟的结论。主要研究内容如下：(1)模拟并分析了地下连续墙在悬臂支护,一排锚杆,两排锚杆,三排锚杆,四排锚杆支护下支护结构和周边土层的变形规律,进而分析锚杆层数对支护结构变形、基坑外侧土层、支护结构顶部水平位移的变形影响；(2)通过改变地下连续墙厚度分别为0.4m,0.6m,0.8m后模拟分析其在(1)中所表述的支护形式下的变形规律,进而分析在不同支护结构刚度下支护结构和基坑外侧土层的水平位移变化规律；(3)根据工程中实测数据论证了数值模拟的结论并简要分析了锚杆中预应力随着基坑开挖的实际变化。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 绪论  10-24
  1.1 深基坑支护工程概述  11-17
    1.1.1 基坑支护工程的特点  11-13
    1.1.2 基坑支护工程的分类  13-17
  1.2 深基坑变形分析  17-18
    1.2.1 围护结构体的水平变形  17-18
    1.2.2 基坑底土体隆起  18
  1.3 基坑计算理论及课题的提出  18-21
    1.3.1 计算理论  19
    1.3.2 基坑围护结构变形研究现状以及课题的提出  19-21
  1.4 本论文的主要研究内容  21-24
2 工程背景及模拟软件的选择  24-34
  2.1 工程背景  24-28
    2.1.1 工程概况  24-25
    2.1.2 工程地质与水文地质条件  25-27
    2.1.3 地下水控制设计  27
    2.1.4 基坑支护设计  27-28
    2.1.5 土体参数  28
  2.2 基坑监测内容  28-32
    2.2.1 桩顶位移监测  29
    2.2.2 支护结构变形监测  29-30
    2.2.3 基坑外围环境监测  30-32
  2.3 数值模拟软件的选择  32-33
  2.4 土体本构模型的选择  33-34
3 工程数值模型建立及分析  34-76
  3.1 程数值模型的建立  34-36
  3.2 不同支护方式下的水平位移和沉降云图  36-53
    3.2.1 地下连续墙支护形式下的水平位移云图  37-42
    3.2.2 墙加一排锚杆时的水平位移云图  42-44
    3.2.3 墙加二排锚杆时的水平位移云图  44-47
    3.2.4 墙加三排锚杆时的水平位移云图  47-50
    3.2.5 墙加四排锚杆时的水平位移云图  50-53
  3.3 锚杆层数对支护结构顶部水平位移的影响  53-57
    3.3.1 墙厚为0.4m时的位移变化图  53-54
    3.3.2 墙厚为0.6m时的位移变化图  54-55
    3.3.3 墙厚为0.8m时的位移变化图  55-57
  3.4 锚杆层数对周边土层的水平位移影响  57-62
    3.4.1 墙厚为0.4m时的水平位移图  57-58
    3.4.2 墙厚为0.6m时的水平位移图  58-60
    3.4.3 墙厚为0.8m时的水平位移图  60-62
  3.5 锚杆层数对支护结构的变形的影响  62-67
    3.5.1 墙厚为0.4m时支护结构变形图  62-63
    3.5.2 墙厚为0.6m时支护结构变形图  63-65
    3.5.3 墙厚为0.8m时支护结构的变形图  65-67
  3.6 支护结构刚度对支护结构顶部水平位移的影响  67-69
  3.7 支护结构刚度对周边土层的水平位移的影响  69-73
  3.8 支护结构刚度对支护结构变形的影响  73-76
4 工程实测数据分析及锚杆预应力变化研究  76-82
  4.1 桩顶实测水平位移和数值模拟数据的对比分析  76-77
  4.2 锚杆所施加预应力的变化研究  77-82
5 结论与展望  82-86
参考文献  86-90
作者简历  90-94
学位论文数据集  94

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑施工 > 各项工程与工种 > 基础工程
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