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空间效应及支撑对排桩支护基坑连续破坏机理的影响研究

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空间效应及支撑对排桩支护基坑连续破坏机理的影响研究

作者：邓楚涵天津大学

学位级别：硕士

在城市现代化的发展进程中,地下空间的开发和使用已经成为一个不可逆转的趋势,其中基坑工程为社会的进步和经济的提升起到了极大的推动作用。但是,基坑工程具有很强的不确定性和复杂性,因此工程事故屡见不鲜,例如基坑工程的连续破坏。... 详细信息

在城市现代化的发展进程中,地下空间的开发和使用已经成为一个不可逆转的趋势,其中基坑工程为社会的进步和经济的提升起到了极大的推动作用。但是,基坑工程具有很强的不确定性和复杂性,因此工程事故屡见不鲜,例如基坑工程的连续破坏。目前关于连续破坏的研究大多集中在上部结构领域,地下领域内的探讨较少。本文通过数值模拟和模型试验两种研究方法,就空间效应及支撑对排桩支护基坑连续破坏机理的影响进行了深入研究。主要内容如下:(1)利用有限差分软件FLAC 3D对有无空间效应作用下的深基坑的局部破坏进行了模拟,分析了两种情况下支撑和土体的受力变形参数,对比研究了有无空间效应时基坑局部破坏后的荷载传递机理。(2)研究了在不同土质条件的基坑中,空间效应对连续破坏的影响,通过分析支护桩和土体的受力变形参数,总结了土体强度对荷载传递的影响规律。(3)研究了在不同平面尺寸的基坑中,空间效应对连续破坏的影响,通过分析支护桩和土体的受力变形参数,总结了基坑尺寸对荷载传递的影响规律。(4)模拟了基坑局部破坏引发连续破坏的过程,定义了基坑的荷载传递系数,以此探索了有空间效应作用下基坑连续破坏的发生、发展与终止机理,结果表明,空间效应可能是导致基坑连续破坏自然终止的一个原因。(5)设计了大型模型试验,模拟了悬臂排桩支护和带支撑的排桩支护的基坑开挖和局部破坏过程,对比分析了土压力和支护桩受力变形的变化规律,并探讨了支撑对于基坑开挖和局部破坏的影响。(6)通过大型模型试验,初步分析和预测了基坑发生连续破坏后的荷载传递机理,从基坑土体和支护结构相互作用的角度研究了土拱效应和卸荷效应的耦合作用,结果表明卸荷效应可能是导致基坑连续破坏自然终止的另一个原因。

关键词：基坑工程排桩支护有限差分法模型试验空间效应支撑连续破坏

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不同排桩支护结构型式的有限元分析与对比

不同排桩支护结构型式的有限元分析与对比

作者：洪庆儒浙江海洋大学

学位级别：硕士

随着城市建设飞速发展,为克服用地紧张、交通不便等问题,我国诸多城市开始兴建地铁,相应地出现大量地铁车站基坑工程。目前基坑支护工程的设计仍存在一些问题,值得进一步研究和优化,有利于基坑工程安全可靠且经济适用。本文选取在地铁... 详细信息

随着城市建设飞速发展,为克服用地紧张、交通不便等问题,我国诸多城市开始兴建地铁,相应地出现大量地铁车站基坑工程。目前基坑支护工程的设计仍存在一些问题,值得进一步研究和优化,有利于基坑工程安全可靠且经济适用。本文选取在地铁基坑工程中均有应用的单排桩、内支撑式排桩和双排桩三种不同排桩支护结构为研究对象,采用ABAQUS有限元软件模拟每种排桩支护结构在基坑开挖过程中内力和变形的演变情况,并采取控制变量法研究一些重要参数变动对支护效果的影响规律。主要得出以下结论:(1)在地铁车站深基坑中,内支撑式排桩支护结构仍是首选支护结构型式;悬臂式单排桩支护结构仅适用于深度较浅土质较好的基坑;双排桩支护结构刚度大,变形相对较小,若应用于深度较大的基坑,仍需与其他支护体系(如支撑)结合使用。(2)双排桩排距减小,则变形接近单排桩;双排桩排距增大,前后桩水平位移均减小,后排桩弯矩减小,前排桩弯矩增大,逐渐失去门式刚架的整体性优势。故双排桩排距宜反复验算,谨慎选取。(3)在内支撑式排桩支护结构中,增大支撑刚度可在一定程度上减小桩身变形、弯矩及桩后地表沉降,但不可一味增大支撑刚度来改善支护效果,否则导致支撑体积过大,施工不便且造成浪费。(4)调整支撑位置会对支护结构内力产生较大影响,对变形影响相对较小。其中首道支撑适当上移有利于控制桩顶位移,对桩身最大弯矩影响不大;第二道支撑位置变动会显著影响结构内力,不可随意调整,并应注意选取最优位置;桩身最大弯矩随末道支撑位置降低而减小。影响深基坑支护效果的因素很多,本文根据数值模拟分析的结果提出一些优化建议,方便设计人员选型,具有一定实际应用意义。

关键词：基坑工程排桩支护有限元法力学分析参数对比

不同试验方法确定的抗剪强度指标对排桩支护设计影响研究

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不同试验方法确定的抗剪强度指标对排桩支护设计影响研究

作者：孟祥博吉林建筑大学

学位级别：硕士

基坑设计中抗剪强度试验方法的选择一直都备受关注,抗剪强度指标选择的合理性直接影响基坑工程的安全性和经济性。本文基于不同抗剪强度试验方法,对比分析不同试验方法确定的抗剪强度指标之间关系,并应用于基坑支护设计探究其对排桩支... 详细信息

基坑设计中抗剪强度试验方法的选择一直都备受关注,抗剪强度指标选择的合理性直接影响基坑工程的安全性和经济性。本文基于不同抗剪强度试验方法,对比分析不同试验方法确定的抗剪强度指标之间关系,并应用于基坑支护设计探究其对排桩支护设计的影响规律,主要内容包括:一、详细阐述了抗剪强度测定方法及其影响因素的研究现状。二、对饱和土抗剪强度理论及非饱和土抗剪强度理论进行了详细介绍,并对抗剪强度产生机理进行分析。三、直剪试验与三轴试验比较研究表明:直剪快剪试验指标大于三轴不固结不排水试验指标;直剪固结快剪试验黏聚力小于三轴固结不排水试验,内摩擦角大于三轴固结不排水试验;直剪慢剪试验指标小于三轴固结排水试验;直剪试验三种试验条件指标关系规律不明显,三轴试验三种试验条件黏聚力大小关系规律不明显,内摩擦角存在明显的大小关系;六种试验方法黏聚力大小关系规律不明显,内摩擦角关系表现为,三轴固结排水试验内摩擦角最大,三轴不固结不排水试验内摩擦角最小。四、不同基质吸力（饱和度）下非饱和土试验结果表明:随着基质吸力增加（饱和度降低）,黏聚力增加较为明显,内摩擦角波动不大。五、将试验得到的指标分别用于排桩支护设计对比研究表明:在相同排水条件下进行设计,直剪快剪试验指标比三轴不固结不排水试验指标危险,直剪固结快剪试验指标比三轴固结不排水试验指标保守,直剪慢剪试验指标比三轴固结排水试验指标保守;使用不同基质吸力（饱和度）非饱和土试验指标进行设计,随着基质吸力增加（饱和度降低）,整体稳定性系数增大;三轴试验应按照不同工况选择合适的试验指标;使用非饱和土指标设计,整体稳定性系数比常规三轴试验指标设计高,非饱和土基坑工程中,使用非饱和土抗剪强度指标设计更符合工程实际。

关键词：直剪试验三轴试验非饱和土三轴试验黏聚力内摩擦角排桩支护

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深基坑排桩支护土压力及变形的试验研究

深基坑排桩支护土压力及变形的试验研究

作者：蓝日彦广西大学

学位级别：硕士

涉及因素众多的城市深基坑工程往往事故率较高，说明基坑工程设计理论尚不够完善，还有待于提高与改进。但目前由子基坑工程工期、资金等诸多因素的限制，对信息化设计与施工有重要作用的现场原型试验因试验条件不易控制、投资大且见效... 详细信息

涉及因素众多的城市深基坑工程往往事故率较高，说明基坑工程设计理论尚不够完善，还有待于提高与改进。但目前由子基坑工程工期、资金等诸多因素的限制，对信息化设计与施工有重要作用的现场原型试验因试验条件不易控制、投资大且见效慢而难以实施。室内模型试验因成本低、试验周期短、难度小、参数选择具有可控性和灵活性等优点被作为有效的研究手段。国内外学者也曾用模型试验进行过深基坑模拟试验研究，但多集中在以砂土作为填料的板桩支护模拟。本文总结了前人研究成果，构筑大型室内深基坑排桩支护试验模型，在均质及层状土层结构地基上，设计了密排桩、疏排桩及无支护三种不同支护型式，采用模拟开挖与坡顶均布加荷方式，进行了模拟基坑开挖和破坏性的两个阶段试验，对三种不同支护型式的土压力与桩位移、土体应力与变形、桩土共同作用及支护结构失稳破坏进行系统研究。研究结果表明，基坑边坡土体具有地基整体剪切变形破坏的特点，系渐进破坏的过程;支护桩侧向变形是桩嵌固深度、荷载大小、土体强度参数变量的函数;土体的位移和支护桩的位移满足变形协调条件。同时试验研究也获得了在不同支护型式下土压力、土体应力的分布及动态变化规律，研究成果对基坑工程的设计与施工具有指导作用。

关键词：深基坑边坡排桩支护土压力变形试验研究

基于ABAQUS的深基坑不同排桩支护结构有限元分析与对比

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基于ABAQUS的深基坑不同排桩支护结构有限元分析与对比

作者：马明良山东科技大学

学位级别：硕士

在我国,各类基坑开挖与支护的理论研究要明显落后于工程实践,同时,由于工程经验的缺乏,施工队伍水平的有限,支护研究在理论方面不完善以及施工管理水平的限制,致使近年来我国也相继出现了很多的基坑工程事故,因此,需要加强对基坑开挖和... 详细信息

在我国,各类基坑开挖与支护的理论研究要明显落后于工程实践,同时,由于工程经验的缺乏,施工队伍水平的有限,支护研究在理论方面不完善以及施工管理水平的限制,致使近年来我国也相继出现了很多的基坑工程事故,因此,需要加强对基坑开挖和支护的分析研究。本文以“南京G98越城项目JML地块基坑支护工程”为背景,利用有限元分析软件ABAQUS对“钻孔灌注桩+钢支撑”支护形式进行建模分析,并与监测结果进行对比分析,验证了有限元分析方法的可行性。之后与单排悬臂桩、双排桩的支护形式进行了对比分析,并通过控制变量法,研究了一些重要参数的变化对于基坑支护工程效果的影响,得出了以下结论:(1)通过对基坑的水平位移与沉降的监测分析说明该工程采用“钻孔灌注桩+钢支撑”的支护结构体系是合理可行的。与现场实际监测数据相比,桩体水平位移以及地表沉降的变化曲线较为吻合,验证了有限元分析方法的可行性。(2)内支撑式排桩的结构变形指标比其他支护结构形式小很多,加设内支撑可以显著调整桩身受力,有效限制桩体的变形。对于基坑开挖深度较大,地质条件较为复杂的工程当中应当优先考虑采用内支撑式排桩支护结构。悬臂式单排桩支护结构仅适用于浅基坑和较好土质基坑,双排桩支护结构若应用于深基坑,仍需与其他支护体系相结合。(3)当排桩的间距较小时,具有较好的整体性,过度增加双排桩的排距会使双排桩支护结构渐渐不再具有门式刚架体系的整体特性,前后排桩桩身变形差异较大。在工程中双排桩的排距对于深基坑支护效果具有重要意义,应当谨慎考虑双排桩的排距。(4)在内支撑式排桩支护结构中,增大内支撑的刚度能够在某种程度上改进基坑支护工程的效果,过度增大内支撑的刚度对于改进基坑支护工程的效果来说并不可靠。改变内支撑的位置会对支护结构的内力产生较大影响,而对于基坑支护工程的变形影响相对较小。

关键词：基坑工程排桩支护有限元参数分析

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排桩支护在深基坑施工中的应用

中国高新技术企业 2017年第8期 79-80页

作者：周昕映浙江省地矿建设有限公司浙江杭州200433

排桩支护结构所采用的是特定施工方法,它会在基坑周边的土体中设置排桩,并将桩顶位置与钢筋混凝土连梁相连接,形成支护结构并保证较高的侧向刚度,有效限制基坑变形。文章介绍了排桩支护的基本结构体系、特点和所存在的优缺点,并以工程... 详细信息

排桩支护结构所采用的是特定施工方法,它会在基坑周边的土体中设置排桩,并将桩顶位置与钢筋混凝土连梁相连接,形成支护结构并保证较高的侧向刚度,有效限制基坑变形。文章介绍了排桩支护的基本结构体系、特点和所存在的优缺点,并以工程实例例证排桩支护在深基坑施工中的具体技术应用流程。

关键词：排桩支护深基坑施工结构体系工程项目安全监测

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排桩支护在软土地层超深基坑中的应用

隧道建设 2011年第2期31卷 215-219,227页

作者：刘建国苏州轨道交通有限公司江苏苏州215006

通过金鸡湖A岛中间风井采用钻孔灌注排桩+止水帷幕围护体系的设计与施工实例,分析、研究软土地层超深基坑在复杂环境条件制约下合理的支护结构设计类型,有针对性地分析粉砂地层中旋喷桩与搅拌桩的适用条件和止水效果,同时通过加强施工... 详细信息

通过金鸡湖A岛中间风井采用钻孔灌注排桩+止水帷幕围护体系的设计与施工实例,分析、研究软土地层超深基坑在复杂环境条件制约下合理的支护结构设计类型,有针对性地分析粉砂地层中旋喷桩与搅拌桩的适用条件和止水效果,同时通过加强施工技术管理等措施,提高了基坑支护结构及盾构端头井土体加固的安全和可靠性,为盾构顺利过井和施工关键工期提供了有力保障。

关键词：软土地层超深基坑排桩支护止水帷幕旋喷桩搅拌桩