文档介绍：摘要水泥土连拱支护结构是近年来才开始应用的一种深基坑围护结构形式,拱壁由水泥土搅拌桩依拱形排列而成,拱脚处设置钻孔灌注桩作为拱壁支撑。与一般直线型受弯围护结构相比,该结构在受力、变形控制、工程造价、工期、是否占红线外地下空间等各个方面都具有很强的技术优势。工程实际应用表明,这种围护结构的变形较一般直线型围护结构要小,拱壁主要受压力的作用,能充分发挥水泥土材料的受压性能,受力合理,成本低。目前,已有不少关于该支护结构的研究,提出了多种关于该支护结构的设计计算方法,但是基本都存在三个不足,①预先假定了支护结构上的土压力大小及分布形式,没有考虑土压力与支护结构变形之间的相互影响;②认为土压力完全通过拱体传递到拱脚桩上,没有考虑拱形支护结构竖向受弯后的向下传力的情况③引入了较多的简化和假定,不能更加准确的贴近实际情况。本文在总结前人研究的基础上,对水泥土连拱支护结构进行了空问受力分析及三维有限元数值模拟,主要研究内容如下:Q芯抗靶嗡嗤林Щそ峁沟墓ぷ骰恚愿媒峁菇辛丝占涫芰Ψ析,证实了结构在土压力作用下存在的水平向与竖向的荷载分担情况:状翁岢隽怂焦疤寮笆蚬疤宓母拍睿⒁允蚬疤宓墓敖偶八拱单元体的拱脚变形协调为出发点,推导了土压力在两方向的分配关系;基于最不利内力提出了水平拱体开挖面处土压力分担系数的概念;在此基础上,以应力强度理论为基础,推导了该支护结构新的设计计算模式;诶砺鄯治龅幕∩希捎檬捣治龅姆椒ǎ糜邢拊9ぞ呓⑺泥土连拱支护结构的三维模型,考虑支护结构与土的共同作用,以及支护结构的三维边界条件,对该结构进行数值模拟。通过对计算结果的分析,研究该支护形式受力后的水平侧移情况、基坑沉降及隆起情况、墙后土压力沿竖向及沿水平向的分布形式,研究了水泥土拱的空间应力状态,以及拱脚桩的荷载承担情况,进而计算并得到了土压力在水平向和在竖向的分配比。运嗤亮爸Щそ峁菇辛讼低车墓ぷ餍宰囱芯浚教至酥Щそ峁设计参数的变化对基坑支护效果的影响。分析了拱体矢高、拱跨度、拱壁厚度、郑卅笱妒垦宦畚
拱脚桩尺寸、水泥土拱深度、拱脚桩长度等对支护效果的影响,指出了该结构设计时各技术参数的合理取值,为工程应用提供了理论指导。关键词:基坑支护工程,水泥土连拱,拱形支护结构,土压力,分配系数,数值模拟,性状分析郑州大学硕宦畚
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第滦髀§引言基坑开挖与支护是一个复杂的课题,它是一个将挡土支护、止水、降水、挖土紧密结合为一体的系统工程,涉及到工程结构、土力学、弹塑性力学、材料力学、施工力学、水文地质工程、施工管理等学科的内容,是融多门学科知识于一体的综合性学科。此外,监测技术的发展以及计算机技术的应用,信息化施工以及动态设计也是近年来在基坑开挖领域迅速兴起的一种行之有效的新理论、新技术【’工引。自二十世纪九十年代以来,我国经济建设飞速发展,建筑密度的不断增大,城市土地也越来越昂贵,城市的高层、超高层建筑大量涌现,地下车库、地下商场、地下铁道、地下变电站等设施日益增多,向高空发展、开发和利用地下空间已成为城市化进程中可持续发展的必然选择,并由此带来基坑工程的急剧增长。目前,我国的深基坑工程逐年增加,基坑规模也不断加大,加之许多基坑工程集中在人口稠密、建筑物密集、地下与地上管线密布而又复杂的旧城区,基坑围护体系既要保证基坑坑壁自身的稳定,还必须保证邻近建筑物和设施的安全,这就给深基坑开挖的支护设计和施工带来了很大的困难,对基坑支护技术提出了更高、更严的要求。虽然存在的问题较多,但发展的潜力也很大,很值得进行研究此外,由于大部分基坑支护结构是临时性工程,从工程经济出发,如何选择合适的基坑支护形式、如何进行设计计算,这些都是有待于深入研究的问题。一方面,片面强调支护结构的偈毙裕沟蒙杓破诓话踩ā>莼庸こ淌鹿实耐计分析,有些城市和地区基坑工程事故发生率竟高达%以上,造成了极大的经济损失和社会影响。另一方面,由于过分的强调安全、稳妥,忽视支护结构的临时特点而又造成了惊人的浪费。这种两难的境地给工程技术人员和研究人员提出了许多难题,急需要更加合理的基坑支护形式、精确实用的基坑设计计算和施工理论来解决蕖T谑导使こ讨校又Щぜ际醮τ谝恢掷砺壑秃笥诠こ淌导淖况。由此可知,基坑支护理论的研究和完善必将为经济发展和社会进步产生巨大改进郑州大学硕士学位论文
§水泥土连拱支护结构研究现状的推动作用,有着深远的现实意义。随着土力学理论、分析技术、测试仪器、施工技术及施工机械的进步,深基坑支护技术也得到了很大的发展,主要表现在以下几个方面【疲阂皇歉慕屯善支护结构设计计算理论,如极限平衡法、增量法、弹性抗力法、有限单元法、有限差分法等等,使设计能够考虑更多的复杂实际条件;二是设计与监测