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重庆地区锚杆支护结构的深基坑临界破坏模拟研究

作　者: 郑会
导　师: 严薇
学　校: 重庆大学
专　业: 土木工程
关键词: 重庆市深基坑锚杆支护结构强度折减法临界破坏
分类号: TU472
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着重庆地区城市建设的高速发展，建（构）筑物密度的增加，基坑工程施工受到更为严格的环境制约，且安全性也受到严格的控制，从而使预测基坑施工过程中基坑的变形及对周边环境的影响显得尤其重要。重庆地区岩层上层覆盖土层厚度较浅，基坑开挖深度时常进入到中风化—微风化岩层，而形成岩石地区特有的基坑土层组成，对重庆地区这种典型的基坑，其支护结构形式通常采用锚杆支护。本文对重庆地区典型土层组合的基坑做了如下研究讨论：①在传统的极限平衡法计算结果上，探讨基于FLAC-3D软件的强度折减法在基坑稳定性分析中的适用性。②总结了现行数值模拟中锚杆的计算模型，并通过工程实例对传统的强度折减法和基于锚杆强度折减的强度折减法进行对比分析，探讨了基于锚杆强度折减的强度折减法在基坑稳定性分析中的适用性。③通过数值模拟探讨土体强度参数和锚杆强度参数变化对边坡稳定性分析中的边坡安全系数和滑移面的影响。④将重庆地区典型土层组合下的锚杆支护结构的基坑按上部土层厚度和基坑开挖深度划分为不同基坑并分别进行临界破坏模拟，研究其临界破坏时的变形特点及临界破坏时的位移量，为此类基坑边坡设计阶段支护结构的优选、施工过程中边坡的破坏报警值的确定提供参考。⑤通过一施工过程中出现破坏的案例的监测结果和数值模拟结果对比分析，说明本文模拟研究结果的有效性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
1 绪论  9-19
  1.1 研究的目的与研究意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-14
    1.2.1 基坑工程的研究现状  10
    1.2.2 基坑锚固结构的研究现状  10-11
    1.2.3 基坑变形研究现状  11
    1.2.4 基坑等级划分及变形控制研究现状  11-14
  1.3 重庆地区地质情况及基坑特点概述  14-18
    1.3.1 重庆地区地质情况  14-15
    1.3.2 重庆地区基坑特点及支护结构形式  15-18
  1.4 本文研究方法及研究内容  18-19
    1.4.1 本文研究方法  18
    1.4.2 研究内容  18-19
2 极限平衡法和强度折减法的简介  19-35
  2.1 引言  19
  2.2 极限平衡法  19-26
    2.2.1 极限平衡法的基本原理  19-22
    2.2.2 极限平衡法的计算方法  22-25
    2.2.3 极限平衡法分析软件 Slide 简介  25-26
  2.3 基于有限差分的强度折减法  26-32
    2.3.1 强度折减法的基本原理  26-28
    2.3.2 边坡失稳判据  28
    2.3.3 FLAC-3D 程序简介  28-32
  2.4 极限平衡法和强度折减法对比分析  32-34
    2.4.1 计算模型  32
    2.4.2 计算结果与分析  32-34
  2.5 本章小结  34-35
3 锚杆支护结构基坑的数值模型研究  35-57
  3.1 引言  35
  3.2 锚杆的工作机理及破坏形式  35-39
    3.2.1 锚杆工作机理  35-39
    3.2.2 锚杆的破坏形式  39
  3.3 锚杆计算模型  39-44
    3.3.1 传统的极限平衡法中锚杆的计算模型  39-41
    3.3.2 传统的强度折减法中的锚杆计算模型  41-42
    3.3.3 考虑锚杆强度折减的强度折减法  42-44
  3.4 传统强度折减法与考虑锚杆强度折减的强度折减对比分析  44-48
    3.4.1 模型介绍  44-45
    3.4.2 计算结果及分析  45-48
  3.5 强度参数对锚杆支护结构的基坑稳定性影响分析  48-55
    3.5.1 数值模型  48
    3.5.2 强度参数对基坑稳定性的影响  48-55
  3.6 本章小结  55-57
4 锚杆支护结构的基坑临界破坏数值模拟及分析  57-93
  4.1 引言  57
  4.2 数值模拟模型介绍  57-60
    4.2.1 土层参数  57-58
    4.2.2 支护结构参数  58-59
    4.2.3 基坑开挖工况  59
    4.2.4 基坑数值模型  59-60
  4.3 计算过程及结果  60-63
    4.3.1 计算过程  60-61
    4.3.2 计算结果  61-63
  4.4 基坑临界破坏时的变形分析  63-81
    4.4.1 土层为 4m 的基坑的变形特点  63-67
    4.4.2 土层为 6m 的基坑的变形特点  67-71
    4.4.3 土层为 8m 的基坑的变形特点  71-76
    4.4.4 土层为 10m 的基坑的变形特点  76-80
    4.4.5 综合分析  80-81
  4.5 基坑开挖位移量分析  81-91
    4.5.1 基坑最大变形位移量分析  81-86
    4.5.2 基坑开挖位移增量分析  86-87
    4.5.3 基坑变形预警值的探讨  87-91
  4.6 本章小结  91-93
5 工程实例分析  93-101
  5.1 工程概况  93
  5.2 基坑监测  93-97
    5.2.1 监测方案  93-94
    5.2.2 监测结果  94-97
  5.3 基坑施工数值模拟与现场监测对比分析  97-100
    5.3.1 模型介绍  97
    5.3.2 数值模拟计算结果及现场监测对比分析  97-100
  5.4 本章小结  100-101
6 结论与展望  101-103
  6.1 结论  101-102
  6.2 展望  102-103
致谢  103-105
参考文献  105-109
附录  109-113
  A. 基坑位移增量突变位置及此时的位移增量值  109-113
  B. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文  113

重庆地区锚杆支护结构的深基坑临界破坏模拟研究

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