深基坑復合支護結構內(nèi)力和變形的數(shù)值模擬研究.pdf

1、深基坑開挖與支護工程是高層建筑施工中一個很重要的環(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以保護周圍環(huán)境。在基坑開挖中的穩(wěn)定性研究與復合支護結構作用機理的研究也是巖土工程界技術人員最關心的問題之一。 本文對鄭州地區(qū)常用的樁錨支護結構形式，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，對這種支護形式的內(nèi)力和變形進行了系統(tǒng)地分析與研究，主要有以下幾方面： 1.對樁錨支護的工作

2、性能進行了數(shù)值模擬分析，總結出其作用機理：樁錨支護結構在基坑內(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)。通過施加預應力，在開挖過程中，能顯著降低坑壁水平側移和提高基坑的穩(wěn)定性； 2.對開挖過程中土體產(chǎn)生的內(nèi)力、變形等進行了分析研究。從土體的主應力、剪應力、剪應變變化率、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理； 3.對不同的工況下錨索和樁的內(nèi)力、變形特征進行詳細的分析研究，得出了一些

3、重要結論：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相互作用的機理上進行了解釋；錨索剪應力不是均勻變化的，錨索的剪應力隨著荷載增加，峰值從錨固段的端部附近逐漸向根部推移，在每一步開挖結束時，錨固段根部附近剪應力比較大。另外，國內(nèi)外學者對錨固段根部剪應力的分布認為是倒三角形狀，本文得到的剪應力分布結論證明了這個推斷的正確性。目前這方面雖然是國內(nèi)外的熱點問題，因為沒有比較合適的模型來進行研究，沒

4、有什么新的進展，值得進一步進行深入研究與探討； 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，并在基坑底面處達到最大；剪力在最大值以上是線性變化，最大值點以下1米范圍內(nèi)突然減??；樁的彎矩是在樁身1/3處達到最大值，形狀近似拋物線狀，彎矩的最大位置隨開挖向下移動； 4.樁的彎矩和剪力對應關系。根據(jù)材料力學上的基本理論：dMx/dx=τx，對本文的結果進行了檢驗。當τx=0時，彎矩取得最大值。本文所得彎矩～剪力