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本文利用有限元软件PLAXIS3D,分析了板桩墙深基坑在移动车辆荷载作用下的动力响应。在临近公路的深基坑三维有限元模型中,从ASSHTO规范中选取了两种类型的车辆,来研究板桩墙在移动车辆荷载作用下的动力响应。为了反映实际车辆的行驶情况,对路面上的车辆轮胎载荷进行了建模,并考虑了车辆类型、车速、公路与开挖基坑之间的净距等主要参数。通过数值模拟,研究了这些参数对板桩墙深基坑在施工过程中的影响。
为了进行这项研究,首先从微元体出发,推导了岩土系统的动力学方程。此外,对车辆运行特性的动载荷进行了建模分析,并在随机过程中给出了车辆附加动载荷的方程。随后,利用有限元软件PLAXIS3D对板桩墙的动力响应进行了全耦合和非耦合流固分析。最后,对这些方法进行了简要的论证和总结。
根据上述分析的数值结果,得到以下主要结论:
(1)车辆荷载、车速及开挖基坑与公路之间距离等主要参数对挡土墙的性能有显着影响。因此,板桩墙和支护体系的材料性能应合理选择,且墙必须有足够的埋深;
(2)值得注意的是,当公路与开挖净距的增大,车辆荷载分布对上墙的影响略有减小,但对板桩墙下部的影响仍然较大;
(3)由于研究周期短,墙端的土层渗透率低,板桩墙后的总孔隙水压力和有效应力的变化极小或可忽略不计;
(4)通过完全耦合和非耦合流固分析得到的墙面位移、墙面弯矩、墙后总孔隙水压力和有效应力的结果大致相同。在这种情况下,建议采用更有效的非耦合流固方法,因为计算所需的时间较少。
为了进行这项研究,首先从微元体出发,推导了岩土系统的动力学方程。此外,对车辆运行特性的动载荷进行了建模分析,并在随机过程中给出了车辆附加动载荷的方程。随后,利用有限元软件PLAXIS3D对板桩墙的动力响应进行了全耦合和非耦合流固分析。最后,对这些方法进行了简要的论证和总结。
根据上述分析的数值结果,得到以下主要结论:
(1)车辆荷载、车速及开挖基坑与公路之间距离等主要参数对挡土墙的性能有显着影响。因此,板桩墙和支护体系的材料性能应合理选择,且墙必须有足够的埋深;
(2)值得注意的是,当公路与开挖净距的增大,车辆荷载分布对上墙的影响略有减小,但对板桩墙下部的影响仍然较大;
(3)由于研究周期短,墙端的土层渗透率低,板桩墙后的总孔隙水压力和有效应力的变化极小或可忽略不计;
(4)通过完全耦合和非耦合流固分析得到的墙面位移、墙面弯矩、墙后总孔隙水压力和有效应力的结果大致相同。在这种情况下,建议采用更有效的非耦合流固方法,因为计算所需的时间较少。