弧形深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用研究.pdf

1、由于建筑物形狀或場(chǎng)地限制，弧形基坑和其他一些不規(guī)則形狀的基坑逐漸增多?；⌒位泳哂邪夹蔚膬?nèi)拱墻，由于土壓力作用，將在支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生壓力，支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗壓性能普遍較好，并且即使支護(hù)的結(jié)構(gòu)中存在一定的薄弱連接環(huán)節(jié)，比如地連墻的小裂縫等，這些都會(huì)由于上述的壓力作用而使小接縫更加緊密。因此，這種拱效應(yīng)對(duì)于穩(wěn)定和變形都極為有利。因其受力合理，必將成為人們持續(xù)不斷的研究和實(shí)踐的熱點(diǎn)問題。
　　 二維的有限元法和傳統(tǒng)的分析方法在計(jì)算由平面形狀

2、所引起的空間效應(yīng)時(shí)大都無能為力，而現(xiàn)有的有限元計(jì)算軟件也多限于對(duì)平面問題的求解，在對(duì)有明顯空間效應(yīng)的深基坑工程進(jìn)行模擬計(jì)算時(shí)，由于需對(duì)模型作了一系列過多的簡(jiǎn)化導(dǎo)致不能反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際空間變形性狀，因此，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就存在造成安全隱患和資源浪費(fèi)的潛在可能。所以，對(duì)于有明顯空間效應(yīng)的深基坑工程進(jìn)行模擬計(jì)算時(shí)，其支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算就有十分必要作為空間問題來求解。
　　 隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的發(fā)展和一些大型通用有限元軟件逐漸在工程設(shè)計(jì)的應(yīng)用

3、日益成熟，使得平面問題向三維問題發(fā)展成為了可能。建立基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的三維有限元模型能模擬不同開挖工況得出基坑外側(cè)空間位移場(chǎng)，能預(yù)測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力動(dòng)態(tài)變化。但有限元軟件建立模型復(fù)雜，計(jì)算時(shí)間較長且存在不易收斂等問題，一般人員使用起來難度較大。三維彈性支點(diǎn)法有限元模型的建立有助于從整體上來把握結(jié)構(gòu)的受力特性和空間變形性狀，得到支撐系統(tǒng)與擋土結(jié)構(gòu)在各個(gè)開挖工況下的水平位移及結(jié)構(gòu)內(nèi)力等結(jié)果，同時(shí)與三維有限元分析中需考慮土與結(jié)構(gòu)共同作用的工作

4、量大大減少，因而易于應(yīng)用于實(shí)際工程的設(shè)計(jì)中。
　　 本文首先總結(jié)當(dāng)前深基坑開挖工程的特點(diǎn)以及基坑工程研究中存在的不足和問題，探討弧形深基坑工程的一些基本理論。
　　 其次對(duì)深基坑工程的幾種計(jì)算分析方法進(jìn)行了介紹，比較了幾種計(jì)算方法的優(yōu)劣。運(yùn)用ANSYS軟件，根據(jù)鄭州某弧形深基坑工程實(shí)際情況，在進(jìn)行了部分假定的基礎(chǔ)上，應(yīng)用三維彈性支點(diǎn)法進(jìn)行了有限元模型的建立，利用單元的生死和荷載步法模擬開挖的過程，并對(duì)計(jì)算思路進(jìn)行了詳細(xì)的

5、介紹。計(jì)算得出弧形段和直線段的水平位移，并對(duì)其進(jìn)行分析。
　　 最后，通過計(jì)算值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比分析，研究彈性支點(diǎn)法在模擬弧形深基坑開挖的適用性。
　　 結(jié)果表明，三維彈性支點(diǎn)法在模擬分析弧形深基坑工程開挖過程中，能夠反映實(shí)際結(jié)構(gòu)的空間變形性狀，其空間效應(yīng)也可以得到有效的模擬，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果的分布規(guī)律和變化趨勢(shì)基本吻合，證明了三維彈性支點(diǎn)法模擬弧形深基坑開挖過程的可行性?；⌒味屋^直線段水平位移小，且各工況間變化幅度不