水泥土攪拌樁基坑支護結構性能的有限元分析.pdf

1、水泥土攪拌樁支護結構是在軟土地區(qū)用的較多的一種支護形式，它具有不透水等諸多優(yōu)越性，且使用的材料僅水泥而已，因此有著較好的經(jīng)濟效益，近幾年得到廣泛的應用。主要的計算方法有經(jīng)典方法、土抗力法以及有限元法，其中三維有限元法能從整體上分析支護結構及周圍土體的應力與位移性狀。本文總結了前人的研究成果，建立了三維有限元模型，并結合水泥土攪拌樁的受力特性對攪拌樁支護結構的性能做了較為全面的有限元分析，研究了軟土夾層對支護結構性能的影響，主要內容如下：

2、
　　 （1）本文中的土體是采用巖土工程常用的理想彈塑性本構模型—Drucker-Prager模型。它建立在考慮靜水壓力的廣義Mises屈服準則的基礎上，D-P模型中使用的土的膨脹角這一參數(shù)能很好的反映土體的剪脹性。本文采用增量迭代法進行計算，迭代采用的是切線變剛度迭代法。利用ANSYS大型計算軟件來完成本文的非線性有限元計算，考慮初始應力場，開挖卸載的過程采用生死單元的方法來進行模擬。
　　 （2）由水泥土攪拌樁的成樁

3、原理及其性質可知，支護結構的強度雖較原土有一定的提高，但還是比較接近原土，故在本文的有限元計算中攪拌樁支護結構的本構模型也采用Drucker-Prager模型。水泥土攪拌樁與土體的分界不明顯，且兩者的模量等參數(shù)差別不大，故不考慮接觸面單元的問題，將支護結構和土體看成一個整體，將作用在支護結構上的土壓力視為這一整體的內力。
　　 （3）根據(jù)泉州某工程實例，建立三維有限元模型，按照工程實際將土分層建模，計算模型利用基坑的對稱性，取一

4、半進行計算分析。將ANSYS軟件計算得到的位移結果與實測的結果進行比較，驗證了本文所建立的計算模型的合理性。
　　 （4）利用以上建立的三維有限元模型對水泥土攪拌樁位移、豎向應力、剪應力等支護結構的重要指標進行了分析。包括了基本性狀的分析以及地面堆載大小、堆載作用位置、支護結構寬度、基坑寬度、基坑深度、開挖速率等支護參數(shù)的影響分析，得到一系列可供實際設計施工參考的結論。
　　 （5）軟土夾層對攪拌樁支護結構的性能有著顯著