学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

软土地基基坑围护数值分析及其在设计与施工管理中的应用

作　者: 沈杰超
导　师: 潘晓东
学　校: 浙江工业大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 三维数值分析基坑开挖施工管理
分类号: TU753
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 14次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

有限元方法具有求解非线性问题,模拟各种复杂材料本构关系,解决各种复杂边界条件问题,以及各种方案对比与优化等特点。恰是由于这些特点,近年来在岩土工程的应用中越来越受到重视。但是由于一些特别复杂的三维空间问题,受到计算机硬件的限制,需要花费大量时间；由于工程土体地质参数的不确定性,土体本构模型的选取和参数的确定十分困难；大量理论和实际工程问题有待进一步解决和完善。本文应用ABAQUS软件对闲林地区某软土深基坑开挖工程进行三维数值模拟分析,模拟基坑设计工况,并与工程实践进行对比分析。并通过改变模型参数设置,对基坑的设计与施工进行优化设计,为实际工程的设计和施工提供参考,也为今后软土地区基坑工程设计施工提供有益参考,本文主要研究内容如下：(1)采用有限元软件ABAQUS,通过对实际工程基本设计施工工况的分析,并选取工程某一段,建立三维空间模型。分析了该模型下基坑变形,周边沉降及围护体系内力情况；同时通过改变模型参数,分析了不同开挖方法下对周边环境及围护结构内力的影响,并与实际工程监测数据进行对比。结果表明,采用三维有限元数值模拟分析方法能较好的反映实际施工过程,与实际施工监测数据相近。(2)采用有限元软件ABAQUS,通过对基本工况下围护结构的内力分析,对三维空间模型参数设置进行改变。分析了围护桩径及间距,支撑体系尺寸及结构形式,开挖顺序及范围等因素对基坑周边及围护结构内力的影响情况。结果表明：增加桩径、改变桩间距能有效限制基坑变形,同时能对基坑的设计与施工进行合理有效的优化设计。(3)基于三维有限元数值模拟,提出了“压迫施工法”。通过大基坑、小开挖、分层分段、对称平衡、限时支撑的原则进行动态设计,信息化施工,以减少基坑未支护前暴露的时间与空间,有效降低基坑开挖过程对周围环境的影响,为今后软土地区深基坑的设计与施工提供有益参考。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章绪论  12-27
  1.1 项目研究的目的及意义  12-15
    1.1.1 项目的研究背景  12-13
    1.1.2 项目的研究目的  13-14
    1.1.3 项目研究意义  14-15
  1.2 国内外研究及应用现状  15-22
    1.2.1 概述  15
    1.2.2 国内外对传统基坑支护研究现状  15-18
    1.2.3 基坑工程二维有限元数值分析实践研究  18-20
    1.2.4 基坑工程三维有限元数值分析实践研究  20-22
    1.2.5 基坑工程的时空效应研究  22
  1.3 课题研究内容  22-27
    1.3.1 拟解决的关键问题  22-23
    1.3.2 研究内容  23-26
    1.3.3 研究的目标  26-27
第二章工程背景  27-37
  2.1 工程概况  27-28
    2.1.1 工程概况  27
    2.1.2 工程周边环境条件  27-28
  2.2 地质勘察情况分析  28-35
    2.2.1 主要土层的物理力学指标汇总表  28
    2.2.2 主要工程地质剖面图  28-34
    2.2.3 场地不良地质作用  34
    2.2.4 勘察建议  34-35
  2.3 监测数据的收集与整理  35-36
  2.4 本章小结  36-37
第三章基坑设计及施工方法研究  37-58
  3.1 基坑设计方法研究  37-47
    3.1.1 土压力计算方法及原理  37-43
    3.1.2 各种基坑结构设计方法  43-47
  3.2 基坑施工方法研究  47-50
    3.2.1 基坑工程的特点  47-48
    3.2.2 基坑工程设计及施工要点分析  48-50
  3.3 基坑开挖考虑时间效应的理论分析  50-53
    3.3.1 土的流变性  50-51
    3.3.2 土的流变研究发展概述  51-53
    3.3.3 基坑时空效应理论概述  53
  3.4 闲林基坑动态施工方法实践  53-57
    3.4.1 工程概况  53-54
    3.4.2 工程地质情况  54
    3.4.3 基坑开挖的分层分段施工  54-55
    3.4.4 基坑开挖变形实时监测  55-56
    3.4.5 施工管理措施及施工部署  56-57
  3.6 本章小结  57-58
第四章有限元数值分析方法的建立  58-66
  4.1 有限元计算单元的选取  58-61
    4.1.1 单元的特征简介  58-59
    4.1.2 岩土工程常用的单元  59-60
    4.1.3 有限元计算单元的选取简介  60-61
  4.2 本构模型分析  61-64
    4.2.1 应力状态的描述  61-62
    4.2.2 弹性模型  62
    4.2.3 土体本构模型  62-64
  4.3 单元生死模拟基坑开挖步骤的实现  64-65
  4.4 本章小结  65-66
第五章基于三维非线性有限元的闲林基坑工程有限元数值分析研究  66-89
  5.1 计算模型的建立  66-68
    5.1.1 计算模型参数选取  66-67
    5.1.2 实际工程物理模型进行简化处理和参数确定  67-68
  5.2 基本计算工况的模拟分析  68-82
    5.2.1 计算分析步简介  69-82
  5.3 不同开挖方法下的围护结构内力及围护计算  82-87
    5.3.1 不同开挖分区  82-84
    5.3.2 不同开挖分层  84-87
  5.4 传统分析方法的计算比较  87-88
  5.5 本章小结  88-89
第六章基于有限元分析的基坑设计与施工的优化  89-98
  6.1 围护桩桩径及间距的变化影响  89-90
    6.1.1 围护桩桩径变化对围护结构的影响  89
    6.1.2 围护桩桩间距变化的影响  89-90
  6.2 支撑体系尺寸及结构形式变化的影响  90-93
    6.2.1 支撑体系尺寸变化的影响  90-92
    6.2.2 支撑体系结构形式变化的影响  92-93
  6.3 开挖顺序对围护结构内力的影响  93-96
  6.4 施工管理及监控要点分析  96-97
  6.5 本章小结  97-98
第七章 “压迫施工法”及总承包施工管理模式的探索  98-103
  7.1 “压迫施工法”理论分析及优点  98-99
    7.1.1 压迫施工法理论  98
    7.1.2 “压迫施工法”的实质  98-99
    7.1.3 基于“压迫施工法”的基坑施工特点  99
    7.1.4 “压迫施工法”的实践应用特点  99
  7.2 工程总承包管理模式下各方面的管理协调处理  99-101
    7.2.1 开发商对深基坑工程的管理  99-100
    7.2.2 深基坑工程设计管理  100
    7.2.3 深基坑工程施工管理和信息化施工  100-101
  7.3 工程总承包协调管理模式  101-102
  7.4 本章小结  102-103
第八章结论与建议  103-105
  8.1 研究结论  103-104
  8.2 建议  104-105
参考文献  105-110
致谢  110

软土地基基坑围护数值分析及其在设计与施工管理中的应用

内容摘要

全文目录

相似论文