【摘 要】
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随着深基坑工程的发展,基坑的深度越来越深,平面尺寸形状各异,很多深基坑工程会因为场地限制或功能要求被设计成带阳角或存在多个连续阳角的深基坑,这种类型的深基坑受力和变形较为复杂。同时,深基坑作为三维空间结构,长、宽、深的尺寸均会影响基坑的受力和变形,深基坑在施工过程中存在显著的空间效应。然而基坑工程却常常被视为平面应变问题,通常运用传统的土压力计算公式对其进行分析,直接将基坑壁中部剖面计算的结果运用
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随着深基坑工程的发展,基坑的深度越来越深,平面尺寸形状各异,很多深基坑工程会因为场地限制或功能要求被设计成带阳角或存在多个连续阳角的深基坑,这种类型的深基坑受力和变形较为复杂。同时,深基坑作为三维空间结构,长、宽、深的尺寸均会影响基坑的受力和变形,深基坑在施工过程中存在显著的空间效应。然而基坑工程却常常被视为平面应变问题,通常运用传统的土压力计算公式对其进行分析,直接将基坑壁中部剖面计算的结果运用至整个基坑支护系统的设计中,忽视了深基坑不同断面变形存在的差异,使得设计方案偏于保守或不安全。虽然国内外学者对基坑空间效应作出了大量研究,但是大多数空间效应的研究成果都是基于阴角效应,缺乏对阳角部位空间效应的理论研究,因此对空间效应下带阳角深基坑变形规律的研究还有很大的探索空间。本文通过查阅大量规范和文献,以合肥某初期雨水调蓄池基坑为工程背景,将实际监测数据与三维模拟结果相结合,分析带阳角深基坑的受力变形特性以及阳角部位的空间效应,并以工程案例基坑模型为基础,运用单因素分析法对空间效应的影响因素进行分析。文章的主要工作与研究成果如下:（1）总结了深基坑变形及空间效应的国内外研究现状,并结合课题阐述了研究内容及研究意义。（2）归纳了基坑变形基本理论和传统土压力计算理论,并以传统土压力理论中的库仑主动土压力公式为基础,推导出考虑空间效应下的土压力计算公式以及基坑阴角、阳角空间效应影响系数的计算公式,可对基坑的空间效应进行定量分析。（3）结合课题依托合肥某雨水调蓄池基坑工程,通过整理现场监测数据分析基坑在施工阶段的变形性状,主要探讨了基坑围护桩深层水平位移、桩顶水平位移及地表沉降随时间的变化规律,并与数值模拟结果相比较,验证了三维模型计算结果的可靠性。（4）运用有限元分析软件（MIDAS-GTS）模拟带阳角深基坑的开挖过程,具体分析了带阳角深基坑不同剖面位置的围护桩变形和周边地表沉降变形。结果表明:阳角部位的围护桩侧移与地表沉降均要小于阳角边中部区域的变形,阳角部位类似于阴角部位可约束坑角处土体的变形,阳角处存在显著的空间效应。并在此基础上进一步分析了阳角附近一定范围内的变形规律,得出阳角效应对围护桩侧移的影响范围约为2倍基坑开挖深度,对地表沉降的影响范围约为1倍基坑开挖深度。（5）基于工程案例模型,利用单因素分析的方法,分别改变阳角角度、阳角边长度、围护桩入岩深度以及围护桩桩径等因素,讨论不同参数对空间效应下带阳角深基坑变形性状的影响,其结果为后期类似工程支护系统的设计与施工提供指导建议。图[61]表[7]参[59]
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