深基坑双排桩支护结构是由两排平行的钢筋混凝土桩,以及在桩顶的压顶梁和联系梁形成的空间门架式支护体系。由于这种支护结构具有侧向刚度大、施工方便等优点,所以从最初应用至今短短十几年的时间内,已经在实际工程中得到相当多的应用。但是目前这种支护结构的设计计算方法还不成熟,各种简化计算方法主要局限在采用二维平面模型进行分析,无法体现双排桩支护结构的空间复杂受力特性。而在具体工程运用时,确定支护结构参数如排距、桩距、支护刚度等时经验性、人为性因素较多,各种结构参数变化时结构工作性能的变化特征尚不明了,这些都需要对其进行大量的、更深层次的研究,以使其能够更广泛地应用。 根据目前深基坑双排桩支护结构研究的现状和存在的问题,本论文的工作主要在以下几个方面： (1)总结了目前双排桩支护结构在国内外研究和应用的现状及主要的计算方法,提出双排桩支护结构进一步研究、发展的方向。即完善该结构的设计计算方法,掌握在各种结构参数如前后排桩排距、桩体刚度等变化时结构的变形和受力性能的变化,达到对结构的最优化设计。 (2)总结了论文涉及的有限元理论,并运用大型有限元分析软件MIDAS-GTS建立了用于后期比较分析三维双排桩基坑支护源模型。之后通过改变计算模型,探讨了基坑开挖尺寸及支护顶梁刚度对空间效应的影响。 (3)通过修改前期建立的源模型,改变双排桩支护结构的各种支护参数如排距、桩距、顶梁和支护桩刚度、开挖深度、桩间土性质、被动区性质、排桩布置方式等进行计算,分析这些参数改变对双排桩支护结构受力变形情况的影响,总结出相关的变化规律。同时还比较了单排桩与对应的双排桩、顶部加水平内撑与未设置顶部支撑时支护结构变形受力情况的差异。 (4)比较了是否在桩土之间设置接触面单元时双排桩支护结构变形的差异。之后后通过改变计算模型中的接触面属性,分析了接触面的初始法向刚度及初始切向刚度对支护结构最大水平位移、支护桩桩顶竖直沉降、基坑周边地基沉降及基坑底部土体隆起的影响,对模拟桩土接触时如何设置接触面参数提供参考。