深基坑桩撑支护优化设计及数值模拟

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近年来,由于城市建设的快速发展,地下空间的充分利用,深基坑工程如雨后春笋般出现,但由于基坑工程的多样性以及其让人意想不到的复杂性,深基坑工程早已成为当前建筑业的一大技术重点,也是一个难点。在深基坑支护工程实践中,往往是理论滞后于实践,不能很好地正确反映实际建设过程的问题。因此,深基坑支护体系理论的应用研究和渐趋完善,将对建设业和社会发展产生强大的推动作用,具有比较深远的现实意义。  本文首先对国内外在深基坑桩撑支护的研究现状作了简单的介绍,概述了深基坑桩撑支护体系的工作机理,再次介绍桩撑支护结构计算的方法。结合某深基坑工程具体实例,通过理正深基坑软件对支护类型作出优化设计,从桩径、桩长、桩间距、内支撑作用位置方面对支护结构的细部结构优化,选择较为合理的基坑支护设计参数,并对支护结构位移、内力、地表的沉降、整体稳定性、抗倾覆稳定性、抗隆起的计算。通过分析得出一些基本规律,判断基坑支护参数的合理性、安全性、经济性。  随着电子计算机应用的普及,数值模拟技术在工程建设领域得到了充分的利用,解决了许多深基坑方面的工程问题。本文以某深基坑工程桩撑支护为例,利用 MIDAS/GTS有限元对该工程进行数值模拟分析,土体本构模型采用摩尔-库伦模型。首先以深基坑的实际工况进行数值模拟,然后对基坑的底部隆起、地表沉降、支护桩水平位移及弯矩、内支撑轴力做了模拟结果的分析,通过模拟结果与解析解的比较,证明该模型的合理性,最后对影响基坑性状的内摩擦角、粘聚力、变形模量和超载等敏感性分析,得出一定的结论。通过数值模拟可以预估基坑开挖情况,对基坑的支护的合理性与安全性得到进一步的预测,为类似深基坑支护工程提供参考。
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