双排桩锚与土钉墙联合支护结构的数值模拟分析

来源 :华北水利水电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:YINGWU2008
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着我国经济的超高速发展,推进城市化建设的速度不断加快,越来越多的高层、超高层建筑拔地而起,相应工程的基坑开挖深度也在不断的向深处发展。对于地质条件和周边环境条件复杂的基坑工程,传统单一的支护结构可能满足不了实际工程的要求,由单一的支护结构组成的联合支护结构体系逐渐成为目前我国基坑支护主要发展的方向和研究的热点。  目前我国基坑支护工程中常用的主要支护结构形式有:土钉墙支护结构、双排悬臂桩支护结构以及双排桩锚支护结构等;本文依据郑州市煤炭研发中心这一具体基坑工程,考虑到受周边环境条件的限制、基坑外荷载大小及工程地质条件等诸多因素的影响,本工程的某些剖面选取了双排桩锚与土钉墙联合支护作为支护形式,这种支护结构形式是将土钉、锚杆和双排桩三种构件经过设计组成的新整体,它融合了双排桩锚和土钉各自的优点,既弥补了常见支护结构的许多缺陷和使用上的限制,又经济安全,被广泛应用于深基坑支护工程中。目前该种联合支护结构的理论研究还落后于工程实践,对它的内力和变形并不十分清楚。本文首先对双排桩锚支护结构和土钉墙支护结构的研究现状进行了总结,其次运用有限差分软件FLAC3D建立双排桩锚与土钉墙联合支护结构的三维数值模型,再对该种支护结构的作用机制进行分析,最后把数值模拟得到的结果和现场试验的实测结果进行了对比分析。本文得到的主要成果如下:  (1)阐述了土钉墙支护结构、锚杆支护结构及双排桩支护结构的发展和研究现状,总结了双排桩锚支护结构和土钉墙支护结构的计算模型和计算方法,指出这些计算模型中各构件的受力特征,确定了这些计算模型和计算方法的适用范围;  (2)基于现有的研究理论,采用有限差分软件FLAC3D对实际工程的基坑开挖及支护过程进行了数值模拟,深入分析了该基坑中土体的位移、桩身的内力和变形,对数值模拟的结果进行了对比分析,随着基坑深度的逐渐增加,支护结构和土体的水平位移也在不断的发生着变化,土体的水平位移逐渐增大,待基坑开挖到底时,前后排桩的侧向位移的变化曲线呈现“中间大,两头小”的形状,最大位移值出现在基坑开挖面附近向上的位置,并且前排桩的位移值略大于后排桩的位移值;  (3)把FLAC3D数值模拟得到的模拟值与理正得到的计算值进行对比分析,得到无论是计算值还是模拟值前排桩的最大水平位移值均大于后排桩的最大位移值,前排桩承受的土压力比后排桩承受的土压力要大,理正计算出的前排桩的变形表现为弯剪形,后排桩的变形表现为纯弯形;再把FLAC3D数值模拟得到的模拟值与现场试验得到的实测值进行对比分析,得到模拟值和实测值的前排桩水平位移的变形趋势一致,在不同的开挖层随着基坑深度的增加,前排桩的水平位移无论是模拟值还是实测值均随基坑开挖深度的增大而增大;  (4)通过FLAC3D数值模拟分析桩长、桩径和锚杆预应力等因素对双排桩锚与土钉墙联合支护结构的工作机制的影响,得到在一定的范围内,适当的增加双排桩的桩径可以减小支护结构的位移,但桩径增加到一定程度后,通过增加桩径来减小支护结构的位移的效果并不显著;桩长的增加会引起支护结构位移的减小,但当桩长增加到一定程度后,再增加桩长对减小支护结构的位移和弯矩意义不大;随着锚杆预应力的增大,双排桩的水平位移明显减小,前后排桩的正负弯矩均有一定程度的减小,但减小趋势不明显;最后得到该种结构适用于本工程复杂的地质条件和周边环境条件,验证了该种支护结构可行。
其他文献
学位
随着浅部煤层的日渐枯竭,深部煤层的开采势在必行。而过去煤炭开采遗留下众多采空区,煤矿区域内地质情况十分复杂,又存在水、气等有害物质,能够安置井筒的空间本就不多,因此深层开
在目前国内矩形平面的大跨度建筑物中,管桁架和张弦梁结构由于其经济性、适用性而应用日益广泛,迫于工程应用的客观需要,国内许多大专院校及科研机构对这两类结构进行了大量的研
国内外学者对整体盐岩的研究已经相当深入,但是对层状盐岩在建腔时遇到的问题研究有限,而利用声发射试验装置对层状盐岩的蠕变特性的研究尚未发现。  本文采用美国物理声学公
后张法预应力混凝土结构的孔道压浆质量和预应力力筋的力学性能研究,一直是后张法预应力混凝土结构耐久性研究的两个重要方面。压浆的质量不仅因为其影响到预应力力筋的防腐保
近年来钢管混凝土拱桥在我国得到了迅速发展,然而钢管混凝土拱桥设计计算理论的发展现状相对落后于工程实践,在结构抗风的静力分析和动力分析方面的探索也要落后于其他桥型研究
框支短肢剪力墙结构体系是将短肢剪力墙结构与框支剪力墙结构相结合的产物。由于短肢剪力墙结构的特殊性,框支短肢剪力墙在结构形式,受力特点上也与传统框支剪力墙有明显不同
随着中国经济的发展、科技的进步,人们对于风工程的研究日益深入,风洞试验是这种研究依靠的主要手段.风洞试验的真实性和准确性对风工程理论研究的正确开展和实际工程设计的
薄钢混凝土组合结构是一种由薄壁板材,冷弯薄壁型钢与混凝土组合而成的新型结构。在这种结构中,节点处于关键部位,由于柱壁钢板很薄,不能很好地承受梁传来的拉力,因而我们应
本文以建设部国家规范《铝合金结构设计规范》编制项目课题为依托,在总结前人已有成果的基础上,对国产结构用焊接铝合金的材料特性和焊接铝合金结构构件(包括轴心受压构件、受