基坑护坡板、网架及锚索复合支护体系的数值模拟

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近年来,随着城市建筑的快速发展,建筑物发展趋势是层数增多,高度增大,并且基坑深度越来越深。结构基础形式常采用桩基、筏板、箱型基础等结构形式,为保护相邻建筑物、构筑物的安全以及深基坑现场施工的安全,就需要对基坑进行支护。传统的基坑支护既浪费材料资源又耽误工期,不利于城市的快速发展。本课题考虑在实际工程中,经常会遇到工期紧、土质条件较好、基坑不是很深、要求基坑支护造价低的工程,常用的基坑支护形式有简单水平支撑、水泥土桩、土钉、锚杆、地下连续墙等等。这些传统的基坑支护不但材料基本上只能用一次并且不可回收利用,而且施工周期长。因此,基于上述的工程,本文提出了新的基坑支护方式—基坑护坡板、网架及锚索复合支护体系,并对其进行了数值模拟分析。本文基于这种复合基坑支护体系中的网架结构为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS对其中的正放四角锥网架结构建立数值化模型,并且对其进行静力分析、模态分析和地震作用下的时程分析,研究该网架结构的力学性能、动力特性和地震作用下的应力、应变响应;同时将这种复合基坑支护体系与基坑实体进行整体建模,拟采用半波正弦荷载作为汽车移动荷载的作用形式,通过ANSYS数值模拟探讨了移动荷载作用下复合基坑支护体系的响应情况,在数值模拟的基础上分析此复合支护体系的可行性,并为该复合支护体系的设计提出了一些有益的建议。通过本课题的研究,认为这种复合支护体系可适用于工期紧;土质条件较好的粘性土,即适用于锚杆施工;基坑深度在15m以内的可放坡的基坑工程。它是利用新的技术手段替代传统的高消耗、高成本、工期长的施工方法,是基坑施工方案及措施的一种创新,在有效地保证基坑安全的情况下,降低施工成本,缩短工期,具有重要的工程实际意义。
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