双排桩-锚索支护体系理论分析与数值模拟

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:bosimao_wang
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随着经济的发展和城市建设,城市里涌现出越来越多高层建筑。这些高层以及超高层建筑使得基坑逐渐加深,复杂程度日益加剧。同时,越来越多的基坑支护方式也应运而生。双排桩-锚杆支护体系作为一种较新型的支护形式,充分发挥了双排桩与锚杆的技术优势,在控制基坑变形方面效果显著。目前,国内外对双排桩支护体系的研究取得了不小成果,但在一些复杂的问题上还存在不足。为了让双排桩-锚杆支护体系能够更好应用到工程实践中,有必要对其进行系统深入的研究。本文对双排桩锚杆支护体系进行了较详细的理论分析,并以广州某超深基坑支护工程为背景,利用PLAXIS对双排桩-锚索支护结构进行了数值模拟分析,主要研究内容与结论如下:(1)阐述了双排桩和双排桩-锚杆支护结构的技术发展和研究现状,总结当前该两种支护结构的应用与研究所存在的问题。(2)基于已有的研究成果和监测资料,推导基于能量理论的双排桩桩间土压力计算公式。算例计算表明,本文推导的桩间土压力计算公式求解值与比例系数法求解值误差很小,该公式具有一定的合理性。(3)结合能量法土压力计算模型与基本假设,建立双排桩-锚杆支护结构的理论分析模型。探讨该模型的内力与变形解析解。该模型有良好的理论基础,但手算过程繁琐可以通过编程手段解决。(4)以广州某超深基坑工程为研究对象,利用PLAXIS有限元分析软件对该工程的施工过程进行了数值模拟,深入分析了双排桩-预应力锚索支护结构支护条件下,该基坑不同工况的土体的位移、桩身的内力和变形规律。并通过数值模拟结果与现场监测数据的比较验证数值模拟的合理性。(5)通过改变双排桩-锚索支护结构的排距、桩身刚度、连梁刚度、预应力大小以及嵌固深度等设计参数,分析双排桩-锚索支护结构的弯矩与位移变化规律。最后在此基础上进行正交试验分析,探讨所选因素对变形影响的显著性。正交试验表明,在所选择的因素及因素水平中,预应力大小对双排桩-锚索支护工程的侧向变形的影响最显著,而排桩刚度对该指标的影响程度最小。
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