高层建筑深基坑开挖三维弹性、弹塑性有限元分析

来源 :西安建筑科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leiguo152
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
首先,本文从工程实际的需要和目前深基坑工程的研究现状出发,分析了弹性有限单元法的基本理论及深基坑开挖有限元分析的基本原理及过程。 接着,将空间有限单元法用于深基坑性状的研究,研制了考虑基坑开挖的空间效应,模拟施工过程的深基坑开挖的三维弹性、弹塑性有限元分析程序,该程序具有以下特点: (1)只需输入控制参数,可自动任意划分网格,自动进行单元及结点编号。 (2)对土体进行应力─应变分析,找出破坏点,从而进行支护。 (3)运用 Microsoft Fortran Powerstaion进行编辑、编译,极大地提高了效率。 (4)可用于分析基坑分布、分块开挖的情况。 最后,结合西安、北京、上海三个城市(具有不同地层及地质条件)的深基坑工程,用程序对基坑工程的三维性状进行了较系统的分析,研究了深基坑开挖过程中土体的应力,水平位移,基坑周围地表沉降,坑底隆起,基坑几何尺寸,基坑长宽比对土体的水平位移的影响及空间效应,并分别进行弹性和弹塑性的分析,得到了以下主要结论: (1)基坑开挖具有较强的分步开挖效应,分步开挖效应大小与悬臂开挖部分的深度有较大关系,由此还决定了地表沉降量的分布型式为“三角形”。(2)基坑开挖具有较强的空间效应,各研究对象分别在基坑角点或中部剖面达到最小值或最大值。(3)基坑几何尺寸对基坑的性状影响显著,基坑尺寸越小,其三维空间效应越显著,限制各研究对象作用越强。(4)随着基坑长宽比的增大,各研究对象在横剖面上的分布曲线均逐步趋近于按二维平面应变的问题分析的结果。(5)基坑工程的破坏主要是剪切破坏,往往破坏先发生在基坑底部边角处,基坑工程的破坏也有拉裂破坏,但往往发生在边界处。(6)由对西安、北京、上海三个地区工程的分析判断,得出西安地区基坑工程垂直开挖可进行3—8米而不破坏;北京地区基坑工程垂直开挖3—4米而不破坏,而上海的软粘土地层开挖1—2米就破坏,必须边开挖边支护,且要选取适合其土性的支护形式。(7)采用弹性理论计算结果基本能满足要求,从理论上讲采用弹塑性理论分析更合理,但采用弹塑性理论时,计算参数难以确定,且计算时间较长,计算工作量较大,故在满足要求的条件下,宜优先选用了弹性理论。 本文的独特之处在于对基坑工程进行分析时,末进行支护,完全针对土体本身的特性进行空间三维性状分析,可找出破坏点及应力位移等的空间分布情况,对工程有实际意义。
其他文献
现阶段我国高速铁路线下结构呈现出的损伤病害问题越来越多,探查铁路线下结构的病害成为土木工程领域关注的重要课题和难题,尤其是诊断支承板与基床表层层间缺陷,现有的各种探测
本文在考虑地震动和结构参数双重随机性的基础上,对大震作用下混凝土框架结构梁柱单元杆端弹塑性变形能力的时程可靠度进行了较为全面的分析。 本文建立了大震作用下混凝土
索杆膜结构是一种新型的建筑结构,有着受力合理、高效率、新颖造型及其良好的经济性等优点,显示出巨大的生命力和广阔的应用前景。 目前,国内外对索杆膜结构的研究在理论和实
目前由于桩基荷载传递机理还没有完全研究清楚,桩筏基础设计无论在理论上还是在实际上都存在某些不合理的地方。随着高层建筑的增多,桩体越建越长、基础承台越来越厚的现象日益
岩体是岩石的集合体,内部存在节理、裂隙、断层等结构面,岩体各项强度主要受结构面控制。岩质边坡主要由岩体构成,岩质边坡失稳破坏往往是由于结构面的破坏引起的。所以,对岩质边
本文以四川冶勒水电站防渗墙廊道掘进作为工程实例和研究背景。首先明确了软岩的定义及分类,对影响软岩隧道稳定因素,软岩隧道失稳的力学机理和变形力学机制作了较为全面的研究
相对于传统结构而言,受力蒙皮结构是一种高效的结构体系。它把按常规设计的次要受力构件变成主要受力构件的一部分,能充分利用围护结构在其自身平面的抗剪性能,使围护结构同时也
高速公路软基处理是一项系统工程,需要考虑土的特性、地质条件、荷载条件、变形机理、加固方案的成熟性、施工技术的可靠性和质量检测的难易程度等.地基处理费用一般占总投资
空间信息系统或地理信息系统由于社会需求的牵引和技术发展的推动,自20世纪60年代提出到现在,无论是在技术还是在应用方面都有了长足的发展,对其的认识和了解也更进一步。地
地图是人们认识和了解环境状况的重要途径,是任何GIS系统的基本组成成份。将地图从二维发展为三维是目前很多测绘工作人员和GIS系统研发人员的重点工作之一,地形的三维可视化正