建筑物水平掏土纠倾的三维数值分析研究

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建筑物受上部结构、基础类型、水文条件和外部环境等因素影响会产生地基不均匀沉降,进而引起建筑物(构筑物)的倾斜,这是一种较为严重的工程质量问题,如不加以控制,会使倾斜量越来越大,甚至导致楼体的坍塌。常用的纠倾方法主要分为三类:迫降法、顶升法和综合法;在纠倾方案的制定过程中,需综合考虑每种方法的适用条件,保证纠倾施工的有效性。本文以某住宅楼纠倾加固工程,利用有限元软件ABAQUS建立土体与上部结构的整体三维模型,对水平掏土纠倾过程进行数值模拟,并对影响纠倾施工的多个因素进行了分析,主要研究内容有以下几个方面:1、工作沟开挖导致土体应力得到释放,不同深度的工作沟会对建筑的沉降量有不同的影响。建立不同深度的工作沟模型,分析用于掏土纠倾的最佳工作沟深度。2、水平掏土过程中,影响纠倾效果的因素主要为掏土孔径、掏土深度和掏土孔间距;掏土孔径较小时,塑性变形区域及相互之间的重叠也很小,纠倾效果不明显,当孔径过大时掏土孔周围土体易发生塑性破坏,导致沉降突然增大;掏土深度较小时,楼体结构回倾不明显,当掏土深度增大时,又会引起倾斜量较少的一侧产生较大沉降;通过有限元方法分析最优掏土孔径、掏土深度和掏土孔间距。3、当单排掏土导致建筑物的沉降量不满足纠倾要求时可以采用双排掏土,分析了双排掏土正方形和等边三角形布孔方式以及孔间距等因素,探讨最优的设计参数。
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