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深基坑工程是一项较为复杂的地下工程,具有较强的空间效应,理论研究和工程实践均表明采用三维有限元计算方法可以较充分的考虑基坑的整体性和空间效应,能较准确的得出基坑周边土体及基坑支护结构的变形和受力状态。 本文以武汉某深基坑工程为研究对象,运用ANSYS分析软件建立该基坑的三维模型,模拟了深基坑分层开挖的全过程,主要对冠梁的水平位移、排桩的侧向位移和弯矩、内支撑的轴力进行了分析,另外,本文还重点讨论了基坑在不同土压力作用下、立柱与内支撑在不同连接形式下基坑支护结构的变形和受力状态,并得出了一些基本结论。 1)结合某深基坑工程实际,以地质资料和设计方案为基础,运用ANSYS进行基坑的三维建模,采用三维有限元方法对基坑分层开挖进行模拟,得出排桩内支撑支护结构的内力和变形数据,并将计算所得数据与监测数据进行对比分析,找出二者之间的差异及存在的部位和原因,总结基坑支护结构的内力和变形分布规律。 2)由于基坑工程具有较强的空间效应,实际工程中,基坑周边不同形式的土压力分布将对基坑支护结构产生不同的影响,本文对基坑在不同土压力作用下分别进行了模拟计算,对基坑支护结构不同的受力和变形进行了对比分析,由此得出了一些基本结论,可为今后类似的实际工程提供一定的参考。 3)本文考虑了立柱与内支撑梁的连接问题,分别对立柱与内支撑梁刚接和铰接进行了三维建模计算,通过对计算结果的比较分析发现当把立柱与内支撑梁刚接改为铰接时,支撑轴力具有较大的变化,存在较大减小的趋势,但基坑支护结构的变形并没有太大的变化。从而得知,立柱与内支撑梁不同的连接形式只对内支撑梁的轴力具有一定的影响,并不会对整个基坑的变形产生较大的影响,也即不会对基坑的安全性产生太大的影响。 4)本文根据对排桩内支撑支护结构分析得出的一般规律,对基坑支护结构的设计及施工提出了一些合理化的建议,可为今后相同类型基坑支护结构的设计和施工提供一定的参考,进而有助于提高基坑工程设计和施工的经济技术指标。