深基坑支护结构弹塑性设计计算方法研究与应用

来源 :同济大学土木工程学院 同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qwertyuiopgfdsah
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随着中国经济的发展,高层建筑越来越多,与之相应的基坑开挖越来越深。 由于基坑工程是一项多学科交叉的综合性工程,基坑设计的理论与设计方法在 世界范围内是一个尚未很好解决的问题,本文简要地讨论了国内外基坑工程的 发展现状以及本研究课题的前沿性、交叉性及工程急需性。论文主要就以下几 个方面进行了研究: 1.论文分析了基坑支护设计的常规方法,介绍了自由端法、固定端法及建 设部规范法的设计原理,研究了这些设计方法存在的不足,并提出了改 进的固定端法。 2.论文把弹性地基梁法与有限元法都归结为基于变形的设计方法。弹性地 基梁法与杆件有限元法都无法预测基坑周围的变形,文中仅进行了简要 的讨论。本文研究的重点放在平面弹塑性有限元上,文中详细讨论了弹 塑性本构关系、屈服准则、弹塑性普遍方程及其展开式等。 3.针对Goodman无厚度接触面单元存在的缺点,本文提出了一个新的无厚 度接触面单元。本文重点研究了此接触面单元的有限元方法的实现形 式,使之应用非常灵活,此接触面单元具有较为广泛的适用范围,值得 进一步研究。通过工程实例分析,采用天然地基侧向卸荷剪切过程的模 量公式验证了新接触面单元的正确性。 4.结合润扬大桥北锚碇基础的设计及施工方案,用弹塑性有限元方法对该 超大深基坑的开挖和支护过程进行了数值模拟,分析了施工过程中支护 结构和周围土体的受力、变形及塑性区发展状况,为工程设计和现场施 工提供了理论参考和指导。 关键词:基坑支护 设计理论与方法 改进的固定端法 弹塑性有限元方法基坑位移 影响因素 模量公式 边界条件 有限元方法
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