常德某深基坑桩锚支护结构的变形特性与优化设计研究
发布时间：2023-10-06 16:15
随着我国城镇化水平不断提高,城市的可用用地大幅减少,导致城市地铁站、城市综合管廊、地下人防设施等地下空间工程在城市中的应用大幅增加。本文以常德某基坑工程为研究对象,采用有限元分析方法分析锚索锚固段长度、锚索倾角、桩径、桩长、桩净间距、锚索预应力大小等因素对支护结构变形和受力特征的影响;并通过正交试验对上述影响因素进行综合评价分析,以此来确定桩锚支护结构的细部设计因素的最优组合;最后通过有限元分析软件PLAXIS和理正深基坑软件验证该优化设计方案的合理性和可靠性。论文主要研究内容和成果如下:(1)分析在三种不同工况下,深基坑桩锚支护结构的变形和受力特性。工况一:基坑开挖到-2m处,排桩的最大水平位移位于桩顶位置,排桩最大弯矩仅46.6kN·m;工况二:在-1.5m处施加第一道锚索并将基坑开挖到-6.5m处,桩顶的水平位移减小而且排桩最大位移点向排桩下部移动,排桩最大弯矩为307.0 kN.m;工况三:在-6m施加第二道锚索并将基坑开挖到-10m处,基坑最大水平位移点继续向下移动到-7.25m位置,排桩最大弯矩增加到327.2kN.m,随着基坑的开挖,排桩的最大水平位移点不再是桩顶,而是逐...
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 研究目的与意义
1.1.2 深基坑工程的特点
1.1.3 深基坑工程支护结构设计常用型式及适用范围
1.2 桩锚支护体系的结构型式和特点
1.2.1 桩锚支护体系结构型式
1.2.2 桩锚支护体系的特点
1.3 深基坑支护结构国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 本文主要内容与技术路线
1.4.1 本文主要内容
1.4.2 本文技术路线
第2章 桩锚支护体系设计的基本理论
2.1 深基坑的变形机理及破坏形式
2.1.1 深基坑变形机理
2.1.2 桩锚支护结构的破坏形式
2.1.3 基坑支护的设计原则
2.2 桩锚支护结构的计算理论
2.3 土压力的概述与理论计算
2.3.1 土压力及其类型
2.3.2 经典的土压力计算理论
2.4 稳定性验算原理
2.4.1 整体稳定性验算方法
2.4.2 抗倾覆稳定性验算方法
2.4.3 抗隆起稳定性验算方法
第3章 桩锚支护结构变形与受力特性的数值分析
3.1 工程概况
3.1.1 工程地质条件
3.1.2 浅层土的腐蚀性评价
3.1.3 场区地下水条件
3.2 支护方案分析与选择
3.3 基坑变形监测方案
3.3.1 监测工作流程
3.3.2 监测项目的类型和报警指标
3.4 数值模拟分析
3.4.1 PLAXIS有限元分析软件简介
3.4.2 模型单元类型
3.4.3 本构模型HS-Small介绍
3.4.4 基坑开挖支护数值模拟
3.5 模拟结果分析
3.5.1 不同工况围护结构的水平位移
3.5.2 不同工况围护结构的内力
3.5.3 不同工况锚索的轴力
3.5.4 基坑土体变形分析
3.6 模拟结果与理正数据对比分析
3.6.1 理正和PLAXIS计算结果对比
3.6.2 计算结果差异性分析
3.7 本章小结
第4章 桩锚支护结构主要设计参数的影响规律分析
4.1 桩径对桩锚支护结构的影响
4.2 桩净间距对桩锚支护结构的影响
4.3 桩长对桩锚支护结构的影响
4.4 锚索预应力大小对桩锚支护结构的影响
4.5 锚索倾角对桩锚支护结构的影响
4.6 锚索锚固段长度对桩锚支护结构的影响
4.7 本章小结
第5章 基于正交试验法的桩锚支护结构优化设计分析
5.1 正交试验法简介
5.1.1 正交试验的基本概念
5.1.2 正交试验原理
5.1.3 正交试验结果分析
5.2 基于正交试验法的优化设计方案和结果分析
5.2.1 影响因素的评价与分析
5.2.2 设计因素的选取
5.2.3 正交试验结果
5.2.4 各项指标的极差分析
5.3 多指标正交试验法分析
5.3.1 综合评价参数的建立
5.3.2 模糊综合评价隶属度计算与分析
5.4 优化方案与原方案对比分析
5.4.1 优化前后桩身最大水平位移和桩身弯矩对比分析
5.4.2 优化方案的综合隶属度计算
5.5 优化方案稳定性验算
5.6 本章总结
第6章 总结与工作展望
6.1 本论文的主要结论
6.2 进一步研究的建议与展望
参考文献
致谢
本文编号：3852040
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
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摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 研究目的与意义
1.1.2 深基坑工程的特点
1.1.3 深基坑工程支护结构设计常用型式及适用范围
1.2 桩锚支护体系的结构型式和特点
1.2.1 桩锚支护体系结构型式
1.2.2 桩锚支护体系的特点
1.3 深基坑支护结构国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 本文主要内容与技术路线
1.4.1 本文主要内容
1.4.2 本文技术路线
第2章 桩锚支护体系设计的基本理论
2.1 深基坑的变形机理及破坏形式
2.1.1 深基坑变形机理
2.1.2 桩锚支护结构的破坏形式
2.1.3 基坑支护的设计原则
2.2 桩锚支护结构的计算理论
2.3 土压力的概述与理论计算
2.3.1 土压力及其类型
2.3.2 经典的土压力计算理论
2.4 稳定性验算原理
2.4.1 整体稳定性验算方法
2.4.2 抗倾覆稳定性验算方法
2.4.3 抗隆起稳定性验算方法
第3章 桩锚支护结构变形与受力特性的数值分析
3.1 工程概况
3.1.1 工程地质条件
3.1.2 浅层土的腐蚀性评价
3.1.3 场区地下水条件
3.2 支护方案分析与选择
3.3 基坑变形监测方案
3.3.1 监测工作流程
3.3.2 监测项目的类型和报警指标
3.4 数值模拟分析
3.4.1 PLAXIS有限元分析软件简介
3.4.2 模型单元类型
3.4.3 本构模型HS-Small介绍
3.4.4 基坑开挖支护数值模拟
3.5 模拟结果分析
3.5.1 不同工况围护结构的水平位移
3.5.2 不同工况围护结构的内力
3.5.3 不同工况锚索的轴力
3.5.4 基坑土体变形分析
3.6 模拟结果与理正数据对比分析
3.6.1 理正和PLAXIS计算结果对比
3.6.2 计算结果差异性分析
3.7 本章小结
第4章 桩锚支护结构主要设计参数的影响规律分析
4.1 桩径对桩锚支护结构的影响
4.2 桩净间距对桩锚支护结构的影响
4.3 桩长对桩锚支护结构的影响
4.4 锚索预应力大小对桩锚支护结构的影响
4.5 锚索倾角对桩锚支护结构的影响
4.6 锚索锚固段长度对桩锚支护结构的影响
4.7 本章小结
第5章 基于正交试验法的桩锚支护结构优化设计分析
5.1 正交试验法简介
5.1.1 正交试验的基本概念
5.1.2 正交试验原理
5.1.3 正交试验结果分析
5.2 基于正交试验法的优化设计方案和结果分析
5.2.1 影响因素的评价与分析
5.2.2 设计因素的选取
5.2.3 正交试验结果
5.2.4 各项指标的极差分析
5.3 多指标正交试验法分析
5.3.1 综合评价参数的建立
5.3.2 模糊综合评价隶属度计算与分析
5.4 优化方案与原方案对比分析
5.4.1 优化前后桩身最大水平位移和桩身弯矩对比分析
5.4.2 优化方案的综合隶属度计算
5.5 优化方案稳定性验算
5.6 本章总结
第6章 总结与工作展望
6.1 本论文的主要结论
6.2 进一步研究的建议与展望
参考文献
致谢
本文编号：3852040
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