考虑锚杆预应力的深基坑桩锚支护结构稳定性与位移及其关系研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:bianyuantuifei
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随着深基坑工程规模和深度的不断扩大,桩锚支护结构以其诸多优点在基坑工程中应用日益广泛;然而实践发现,桩锚支护结构中仍存在一些问题或不足亟待解决。如目前基坑在开挖过程中稳定性计算时,多是将预应力锚杆当作土钉来计算基坑整体稳定性,忽略了预应力的作用;即便是部分成果尝试在基坑开挖过程中考虑锚杆预应力的作用,但是截至目前,尚未见到在基坑开挖过程中考虑预应力作用的基坑整体稳定性与支护结构位移之间的量化计算关系。根据前人相关研究成果和支挡结构实践经验,本文以基坑开挖过程中桩锚支护结构动态稳定性评价为目标,首先,在土体中将锚杆预应力以附加应力形式来考虑,得到考虑锚杆预应力作用的桩锚支护结构整体稳定性计算公式;其次,考虑锚杆预应力产生的附加应力对土体应力场的影响,推导出支护桩后土体在附加应力作用下的主动土压力计算公式,进而采用弹性位移叠加法,建立考虑锚杆预应力作用的桩锚支护结构水平位移计算方法;第三,依据推导的考虑锚杆预应力的桩锚支护结构整体稳定性计算公式和支护结构水平位移计算公式,采用MATLAB编写计算程序,选择典型桩锚支护结构基坑实例进行验证,对比分析其与当前基坑支护设计常用计算软件(理正深基坑设计软件和同济启明星设计软件)所得结果的差异;同时,采用PLAXIS 8.5有限元软件对基坑开挖过程的动态稳定性进行深入分析。基于上述计算结果,采用Origin 8.5软件对其整体稳定性安全系数和水平位移进行非线性拟合,得到桩锚支护结构在基坑开挖过程中整体稳定性安全系数与支护结构水平位移二者的关系表达式。依据本文研究成果,一方面可以根据支护结构整体稳定性安全系数来预测支护结构发生的水平位移;另一方面可以通过支护结构的实测水平位移对基坑整体稳定性进行动态评价。
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