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由于受到建筑、结构、用地等因素的限制,某些基坑平面在角部会出现弧形边界,当采用带角撑的内支撑支护结构时,因产生拱效应而使得角撑受力情况较为复杂,不易判断拉压,采用现有计算模式无法考虑这一情况,这也使得基坑的安全性得不到保障。
本文在阅读大量国内外参考文献的基础上,介绍了基坑工程和坑角效应的发展。通过MIDAS/GTS有限元程序计算了大量的模型,探讨了不同矢跨比时弧形边界条件下角撑的受力性状;通过改变土体模量、支护桩入土深度、桩径、支撑间距及刚度等因素,研究了支撑轴力的变化规律。最后本文简要说明了减小支撑拉力的一些思路及方法。
通过上述研究工作,本文得出了以下一些结论:
(1)相同弧段时,矢跨比越大,支撑轴力变化越快;相同矢跨比时,弧段越大,支撑轴力变化越快。支撑轴力随矢跨比变化的曲线为凸函数曲线。
(2)本文中,桩体的入土深度对支撑轴力影响不是很显著。
(3)随着土体模量及桩径的增大,支撑轴力变化都将趋缓。上部土体增大时,各矢跨比条件下的支撑轴力趋向某一定值;下卧层土体模量增大时,各矢跨比条件下的支撑轴力趋向不同数值。其中在某些矢跨比条件下上部土体模量对第一道支撑轴力几乎没有影响。
(4)增大冠梁尺寸可以增大第一道支撑的压力:腰梁尺寸的改变对第一道支撑轴力不产生明显影响。
(5)增大支撑间距可以减小受拉支撑上的拉力,但也会增大受压支撑上的压力。