有邻近建筑物的深基坑排桩支护结构受力性能研究

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随着高层及超高层建筑的兴起,基坑工程的地位变得不可忽视,尤其是基坑工程的稳定性成为了研究的热点问题,本文对悬臂桩支护下考虑邻近建筑物荷载的基坑工程性状进行了相关的分析研究。1.本文第一章对基坑工程的发展和特点作了概述,介绍了基坑工程常见的支护结构。通过查阅中外文献,总结了国内外在基坑工程方面的研究,提出了本课题研究的意义、研究方法、研究内容和创新点。2.本文第二章对土的本构关系进行了详细介绍,列举了基坑稳定性分析的几种方法,重点介绍强度折减法在基坑稳定性分析中的基本原理和应用理论。3.本文第三章利用北京理正计算软件分析了排桩支护下基坑的力学特性,对基坑的稳定性进行了研究。第四章采用有限元分析方法,通过ANSYS软件建立两种三维有限元计算模型,模型一将邻近建筑物的附加荷载等价为土层的荷载,没有考虑邻近建筑物地下室存在造成的支护结构后有限土体的情况,模型二考虑了邻近建筑物地下室硬性结构面的存在和对桩后部分土体造成的约束,采用强度折减法对这两种计算模型进行了稳定性的研究。通过计算,比较分析了两种方法的适用性和合理性。针对模型二,分析了支护结构参数的改变对基坑力学特性的影响。4.结果表明:采用理正软件计算的稳定系数为1.1,有限元模型一的稳定系数为1.3,有限元模型二的稳定系数为1.42,由此可见,有限元计算的稳定系数高于极限平衡法(理正软件)。这说明,在支护结构的设计上,采用理正软件计算安全储备更大一些,偏于保守,而有限元法与实际情况接近,计算结果更精确,体现实际工程的经济性。有限元模型一和模型二相比,模型二的稳定系数高于模型一的稳定系数,这说明,针对本文东侧采用的排桩支护结构,考虑邻近建筑物地下室结构面的存在即考虑邻近建筑物对桩后土体的束缚作用后,基坑侧壁土体的稳定性有所提高,通过改变支护结构参数分析土体及支护结构的力学特性,可知,支护结构弹性模量对土体和其自身的影响极小,适当增加桩径对基坑的变形较有利,桩身嵌固深度的增加对支护结构的影响较大。
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