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考虑桩—土相互作用的悬臂式排桩内力计算方法研究

作　者: 李文
导　师: 赵明华
学　校: 湖南大学
专　业: 岩土工程
关键词: 支护结构 桩基础 悬臂桩 桩-土相互作用 Newton-Raphson法
分类号: TU473.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 15次
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内容摘要


基坑支护作为岩土工程学科中的一个热点问题，一直以来广受研究者的关注，近年来对其的研究进展迅速，并取得了丰硕成果。悬臂排桩支护是其中一种比较常用的支护方式，它依靠自身的刚度和强度就能维持其稳定。它的突出特点是施工简便、对环境影响较小以及造价比较低，因而在工程实践中得到了广泛采用。关于悬臂排桩的计算理论已经有着不少研究成果，但还是存在着这样或那样的不足，鉴于此，本文拟利用有限杆单元法对悬臂排桩支护结构的计算进行深入的讨论与研究。首先，本文对土压力理论进行了回顾，详细分析了土压力计算理论的一些改进和发展；然后介绍了支护结构内力计算常用的方法，并分别说明了各种计算理论的局限性和适用范围。其次，在对排桩支护进行简单介绍的基础上，对悬臂排桩支护结构内力计算的常用计算理论进行了分析，分别阐述了其基本原理和计算步骤，并最终指出了它们存在的的局限性。再次，在实际情况中，桩侧土压力是呈非线性变化的，而现有理论对这一点的考虑尚有不足。因此，本文在充分借鉴弹性法和共同变形法的优点的基础上，建立了非线性的桩-土相互作用模型，并由此提出了一种可以考虑桩-土相互作用的悬臂排桩支护结构计算方法。最后，通过工程实例对本文方法进行了验证，并将本文方法与经典方法的计算结果进行了比较，然后分析了其主要影响因素。结果表明，本方法具有工程实用性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-18
  1.1 研究背景与意义  9
  1.2 基坑工程概述  9-13
    1.2.1 基坑工程的功能  9-10
    1.2.2 基坑工程发展简介  10-11
    1.2.3 基坑工程的特点  11-12
    1.2.4 基坑工程事故原因分析  12-13
  1.3 基坑工程常用围护结构  13-15
  1.4 基坑的研究现状  15-17
    1.4.1 基坑支护设计理论的发展  15-16
    1.4.2 基坑支护当前存在的问题  16
    1.4.3 基坑工程应该改进的地方  16-17
  1.5 本文研究内容  17-18
第2章 基坑工程理论  18-32
  2.1 土压力计算理论  18-27
    2.1.1 概述  18
    2.1.2 土压力的类型与性质  18-20
    2.1.3 土压力的计算  20-26
    2.1.4 经典土压力计算理论的对比分析  26
    2.1.5 位移对于土压力的影响  26-27
  2.2 支护结构内力分析的解析方法  27-31
    2.2.1 山肩邦男法  27-28
    2.2.2 弹性法  28-29
    2.2.3 弹塑性法  29-31
  2.3 本章小结  31-32
第3章 悬臂排桩支护内力计算方法研究  32-43
  3.1 概述  32-33
  3.2 悬臂排桩支护的计算方法  33-42
    3.2.1 极限平衡法  34-35
    3.2.2 弹性地基梁法  35-39
    3.2.3 共同变形法  39-42
  3.3 本章小结  42-43
第4章 悬臂排桩内力计算的有限杆单元法  43-53
  4.1 概述  43-44
  4.2 悬臂排桩支护结构内力计算的有限杆单元法  44-51
    4.2.1 单元离散  44
    4.2.2 单元刚度矩阵  44-46
    4.2.3 合成总体刚度矩阵  46
    4.2.4 节点荷载函数矩阵  46-49
    4.2.5 总体刚度矩阵及求解  49-50
    4.2.6 单元杆端力和节点土压力  50-51
  4.3 本文方法与经典方法对比  51-52
  4.4 本章小结  52-53
第5章 工程实例及影响因素分析  53-63
  5.1 工程概况  53-55
    5.1.1 地层分布  53-54
    5.1.2 岩土物理力学性质  54
    5.1.3 水文地质概况  54-55
  5.2 内力计算  55-58
    5.2.1 考虑 c1 变化而 c2为定值的情况  55-57
    5.2.2 考虑 c 2变化而 c1 为定值的情况  57-58
    5.2.3 小结  58
  5.3 影响因素分析  58-62
  5.4 结论  62-63
结论与展望  63-65
参考文献  65-68
致谢  68-69
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  69

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 土力学、地基基础工程 > 地基基础 > 桩基及深基础 > 桩基
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