深基坑支护桩水平位移推覆分析与稳定性评价研究

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随着基坑工程的不断发展，支护桩已成为基坑支护中占据重要地位的支护形式，其作为基坑支护体系的一部分，主要保证周边建筑以及地下管线的安全，同时在基坑开挖以及基坑使用过程中，保证边坡的稳定性，抵抗基坑卸载引起的土体位移。为确保基坑的安全、维护基坑稳定性，支护桩需要有足够的承载力，以发挥其在基坑中的重要作用，所以需要根据基坑要求对支护桩进行设计。而支护桩的设计要素包括桩径、桩长、配筋、嵌入深度等，通过诸多设计要素的组合，形成足以抵抗基坑土体位移的侧向刚度以满足基坑需要。而作为维护基坑安全的重要支护结构，支护桩的配筋要比承受竖向荷载的桩体大得多，所以支护桩的设计应该根据基坑实际条件进行调控，在具备足够承载力的同时，避免因经验设计造成的资源浪费、预算超支。因此，对支护桩进行位移计算和稳定性分析，以优化支护桩设计参数是十分必要的。本文以上海舞蹈中心工程为例，将基坑支护桩作为弹性地基梁，同时把内支撑以及基坑下土体作为弹性支座；运用有限元方法，通过将支护桩离散为支护桩单元，计算支护桩在荷载作用下的水平位移。基于推覆（Pushover）分析方法，通过对支护桩进行逐级加载，分析支护桩的弹塑性状态，为支护桩的设计以及位移监测提供依据，主要研究内容如下：
　　1.详述了国内外支护桩位移分析以及Pushover分析方法的发展现状，总结了众多学者在该研究方向上的贡献，以及现存方法的不足之处。在强调基坑支护在基坑工程中重要性的同时，指出支护桩位移分析的必要性。
　　2.通过有限元方法，将支护桩离散为支护桩单元，根据支护桩在各层土压力作用下的受力特点，计算各支护桩单元的结点位移，从而得出整个支护桩的位移状态。
　　3.对支护桩进行Pushover分析。通过对侧向土压力的逐级增加，计算支护桩的水平位移，分析支护桩出现塑性区的位置及支护桩达到破坏时的极限位移值。
　　4.提出Pushover分析下支护桩安全系数这一概念，计算支护桩稳定性，并根据基坑要求计算其安全荷载，同时讨论了不同桩径和嵌固深度对其稳定性的影响，为支护桩设计以及监测提供参考。
　　5.运用MIDAS-GTS/NX有限元软件建立基坑工程模型，分析支护桩在基坑开挖以及附加荷载作用下的弹塑性演化历程，并确定其塑性区位置。

著录项

作者
姜登坤;
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作者单位

青岛理工大学;

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授予单位青岛理工大学;
学科岩土工程
授予学位硕士
导师姓名贺可强;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类深基础;
关键词
基坑开挖; 有限元计算; 推覆分析; 水平位移; 支护桩安全系数; 稳定性评价;

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