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软土深基坑隔断墙保护邻近建筑物的效果和机理研究

作　者: 李涛
导　师: 应宏伟
学　校: 浙江大学
专　业: 岩土工程
关键词: 深基坑 隔断墙 邻近建筑物 三维有限元 修正剑桥模型 灵敏性分析 优化设计
分类号: TU753
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


深基坑工程多在城市中心区建(构)筑物密集地带进行,开挖施工引起的环境问题日益突出。虽然国内外学者对深开挖问题进行了大量研究,但主要侧重于基坑本身的性状和支护体系的优化方面,关于减小对周围环境影响的主动保护措施及其效果的研究较少。隔断墙技术是近年来在工程实践中开始采用的一项主动保护措施,但目前对其参数的设计和选择缺乏有效的理论指导。本文针对基坑隔断墙技术开展研究,主要工作如下：(1)建立基坑开挖的二维有限元模型,对当前岩土工程中常用的本构模型进行比较,选择出最适合基坑开挖的本构模型——修正剑桥模型,并对其参数进行灵敏性分析。(2)建立基坑开挖三维有限元模型,研究隔断墙的设置对地表沉降,土体深层水平位移,建筑物角变量,围护墙外侧土压力以及坑底隆起的影响,研究结果表明隔断墙的效果比较明显。(3)对隔断墙的设计参数如隔断墙深度h、与围护墙距离s、平面设置范围L以及刚度EI对基坑性状的影响进行研究,为隔断墙的优化设计提供依据。(4)将上述三维数值模型应用于杭州某软土地基深基坑工程实例,通过土体深层水平位移和地面沉降计算值与实测数据的比较,验证了隔断墙的效果。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-8
主要符号说明  8-9
目录  9-12
第一章 绪论  12-23
  1.1 研究背景  12-14
  1.2 研究现状  14-21
    1.2.1 当前土压力计算理论  14-15
    1.2.2 常用的围护类型的分类和适用范围  15-16
    1.2.3 当前基坑围护结构的设计方法  16-17
    1.2.4 基坑开挖国内外研究现状  17-21
  1.3 当前深开挖课题存在问题  21-22
  1.4 本文的主要工作  22-23
第二章 有限单元法基本原理及常见本构模型简介  23-36
  2.1 概述  23
  2.2 有限单元法分析的基本过程  23-25
  2.3 土体本构模型  25-33
    2.3.1 各向同性线弹性模型  25-26
    2.3.2 Duncan-Chang(DC)模型(非线性弹性模型)  26-28
    2.3.3 Mohr-Coulomb(MC)塑性模型  28-30
    2.3.4 扩展的Drucker-Prager(D-P)模型  30-31
    2.3.5 修正剑桥模型(MCC)  31-33
  2.4 ABAQUS有限元程序简介  33-34
  2.5 ABAQUS有限元程序有效性的验证  34-35
  本章小结  35-36
第三章 常用本构模型的比较和MCC模型参数的灵敏度分析  36-52
  3.1 模型基本假定  36
  3.2 计算的有限元模型  36-37
  3.3 常用本构模型的比较  37-42
  3.4 修正剑桥模型参数的灵敏性分析  42-51
    3.4.1 参数λ的影响  42-43
    3.4.2 参数M的影响  43-44
    3.4.3 参数κ的影响  44-45
    3.4.4 孔隙比e的影响  45-46
    3.4.5 泊松比μ的影响  46-47
    3.4.6 参数β的影响  47-48
    3.4.7 参数K的影响  48-51
  本章小结  51-52
第四章 隔断墙保护技术的效果分析和优化设计  52-83
  4.1 模型的建立  52-55
    4.1.1 基本假定  52
    4.1.2 计算简图  52-54
    4.1.3 计算参数  54-55
    4.1.4 ABAQUS模拟基坑开挖过程  55
  4.2 隔断墙的效果分析  55-61
    4.2.1 隔断墙的设置对于地表沉降的影响  56-58
    4.2.2 隔断墙的设置对建筑物的影响  58-59
    4.2.3 隔断墙的设置对围护墙和坑外土体深层水平位移的影响  59
    4.2.4 隔断墙的设置对围护墙外侧土压力的影响  59-60
    4.2.5 隔断墙的设置对坑底隆起的影响  60-61
  4.3 设置隔断墙前后各云纹图对比  61-64
  4.4 隔断墙的影响因素分析  64-75
    4.4.1 隔断墙深度h的影响  65-68
    4.4.2 隔断墙位置s的影响  68-71
    4.4.3 隔断墙刚度EI的影响  71-74
    4.4.4 隔断墙平面设置范围L的影响  74-75
  4.5 双排围护桩墙和隔断墙的区别  75-77
  4.6 隔断墙形式的改进  77-80
  4.7 平板式隔断墙和扶臂式隔断墙的工作机理分析  80-82
    4.7.1 隔断墙工作机理分析  80-81
    4.7.2 扶臂式隔断墙的工作机理  81-82
  本章小结  82-83
第五章 工程实例分析  83-90
  5.1 工程概况  83
  5.2 工程地质条件  83-84
  5.3 基坑围护方案  84-85
  5.4 支撑系统  85-86
  5.5 减小基坑开挖对周边环境影响的措施  86-87
  5.6 数值分析  87-89
  本章小结  89-90
第六章 结论与建议  90-92
  6.1 本文主要结论  90-91
  6.2 进一步工作的建议  91-92
参考文献  92-95
作者简介  95

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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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