深基坑復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的數(shù)值模擬研究.pdf

1、深基坑開挖與支護(hù)工程是高層建筑施工中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。深基坑開挖不僅要保證基坑本身的安全與穩(wěn)定，而且要有效控制基坑周圍地層移動(dòng)以保護(hù)周圍環(huán)境。在基坑開挖中的穩(wěn)定性研究與復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)作用機(jī)理的研究也是巖土工程界技術(shù)人員最關(guān)心的問題之一。 本文對(duì)鄭州地區(qū)常用的樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，采用數(shù)值模擬的研究方法，以鄭州太陽城紫金苑深基坑工程為背景，對(duì)這種支護(hù)形式的內(nèi)力和變形進(jìn)行了系統(tǒng)地分析與研究，主要有以下幾方面： 1.對(duì)樁錨支護(hù)的工作

2、性能進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，總結(jié)出其作用機(jī)理：樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)在基坑內(nèi)外土壓力作用下，樁體處于受彎狀態(tài)，錨桿(索)處于受拉狀態(tài)。通過施加預(yù)應(yīng)力，在開挖過程中，能顯著降低坑壁水平側(cè)移和提高基坑的穩(wěn)定性； 2.對(duì)開挖過程中土體產(chǎn)生的內(nèi)力、變形等進(jìn)行了分析研究。從土體的主應(yīng)力、剪應(yīng)力、剪應(yīng)變變化率、速度矢量和塑性區(qū)變化等方面解釋了基坑開挖區(qū)域周圍土體的變形機(jī)理； 3.對(duì)不同的工況下錨索和樁的內(nèi)力、變形特征進(jìn)行詳細(xì)的分析研究，得出了一些

3、重要結(jié)論：錨索自由段的軸力是均等的，錨固段是從端部開始沿長度方向往后逐漸減小，并從錨固體與周圍介質(zhì)相互作用的機(jī)理上進(jìn)行了解釋；錨索剪應(yīng)力不是均勻變化的，錨索的剪應(yīng)力隨著荷載增加，峰值從錨固段的端部附近逐漸向根部推移，在每一步開挖結(jié)束時(shí)，錨固段根部附近剪應(yīng)力比較大。另外，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)錨固段根部剪應(yīng)力的分布認(rèn)為是倒三角形狀，本文得到的剪應(yīng)力分布結(jié)論證明了這個(gè)推斷的正確性。目前這方面雖然是國內(nèi)外的熱點(diǎn)問題，因?yàn)闆]有比較合適的模型來進(jìn)行研究，沒

4、有什么新的進(jìn)展，值得進(jìn)一步進(jìn)行深入研究與探討； 樁的軸力和剪力隨開挖深度的增加，懸臂部分最大值逐漸向下移動(dòng)，并在基坑底面處達(dá)到最大；剪力在最大值以上是線性變化，最大值點(diǎn)以下1米范圍內(nèi)突然減?。粯兜膹澗厥窃跇渡?/3處達(dá)到最大值，形狀近似拋物線狀，彎矩的最大位置隨開挖向下移動(dòng)； 4.樁的彎矩和剪力對(duì)應(yīng)關(guān)系。根據(jù)材料力學(xué)上的基本理論：dMx/dx=τx，對(duì)本文的結(jié)果進(jìn)行了檢驗(yàn)。當(dāng)τx=0時(shí)，彎矩取得最大值。本文所得彎矩～剪力