论文部分内容阅读
考虑到支护结构的使用功能的特殊性,在工程中支护结构大多数属于临时的支护结构,过高的资本投资会造成人力物力的浪费。国内外众多基坑工程事故表明,基坑失稳发生的很突然而且破坏性极大,因此支护结构整体抗变形能力和整体稳定性对于基坑工程的安全性影响最为重要。基坑支护结构设计需要考虑安全储备,一旦安全储备不足也会发生很危险的工程事故,所以适宜地选取和设计支护结构形式,加大结构的安全储备,成为基坑工程中的一个核心问题。现有的预制地下连续墙结构虽然可以解决现浇地下连续墙的无规则夹泥和渗漏等工程问题,但墙体结构形式单一,施工难度大,墙段竖向接头难处理,结构抗变形能力和整体稳定性有待提高。为解决以上工程问题,设计出一种新型结构形式预制地下连续墙,即拱板A形结构,拱形板将土压力传给梁,梁将力传给支撑柱,这种结构对比其他结构尤其是传统的板式结构(平面受力结构),不仅整体稳定性好、抗变形能力强、止水效果好,而且能更好的节约工程造价、便于运输和施工。通过理论分析,首先设计出自稳性能更好,变形更小,应力分配更合理,并便于规模化生产和施工的预制地下连续墙新的结构形式(拱板A形)。其后,运用ABAQUS有限元分析软件,对相同工程概况下不同结构形式的预制地下连续墙进行了应力和变形分析。通过理论计算对比壁板式结构和直板式结构裂缝和挠度,分析结构抗变形能力和结构合理性。通过3D打印橡胶墙体模型试验,研究不同结构形式的预制地下连续墙变形规律,通过水泥砂浆墙体模型试验研究墙体承载能力和破坏形式,同时验证数值模拟和理论计算相关结论。为进一步研究这种新型拱板A形结构的破坏模式,寻找和发现设计可能存在的薄弱环节,模型试验在完成附加荷载之后,继续加载至结构破坏,属于破坏性试验,研究结构的极限承载力能力和破坏形式,验证拱板A形结构的安全性和稳定性。分析表明优化后的地下连续墙结构形式-拱板A形,不仅整体稳定性好、承载力高、抗变形能力强、整体性好、破坏时结构稳定、延性好、相邻幅段连接紧密,而且能更好的节约工程造价、便于运输和施工。区别于传统壁板式结构,拱板A形结构荷载传递途径按照板-梁-柱传递荷载,结构破坏裂缝从梁开始发展到板,破坏机理与框架结构类似且可以依据混凝土结构设计原理进行有效计算分析,为预制地下连续墙进一步优化设计,提高基坑安全储备提供依据。该论文有图60幅,表17个,参考文献85篇。