本文關(guān)鍵詞：深基坑內(nèi)支撐排樁支護(hù)有限元數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和人口數(shù)量的不斷增多,為了緩解沈陽市區(qū)高峰期擁堵的交通狀況,方便市民出行,沈陽市開始大規(guī)模修建地鐵,隨之而來的是深基坑的大量開挖。內(nèi)支撐排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)由于對周邊環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、施工方便以及能夠較好的確保基坑的穩(wěn)定性與安全性,被廣泛地應(yīng)用于深基坑支護(hù)工程中。但在實(shí)際工程中,支護(hù)工程的設(shè)計(jì)比較偏保守,不能起到節(jié)約成本的作用。如果能夠?qū)χёo(hù)結(jié)構(gòu)的細(xì)部參數(shù)進(jìn)行合理的優(yōu)化,使其既能夠滿足穩(wěn)定性的要求,又能夠減小圍護(hù)成本,這就能帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。因此需要對深基坑內(nèi)支撐排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬研究,積累一些該方面的經(jīng)驗(yàn)。本文以沈陽地鐵深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)為例,利用ABAQUS有限元軟件對深基坑標(biāo)準(zhǔn)段排樁加內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬分析,并與實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,驗(yàn)證有限元模型的正確性。同時(shí)對支護(hù)樁的樁長、樁徑、樁間距進(jìn)行細(xì)部優(yōu)化,得出最佳方案。本文主要研究成果如下:(1)總體來看支護(hù)樁水平位移隨著開挖深度的增加而增加,且最大位移在設(shè)置第二道支撐后上移到樁頂;從局部觀察,樁體水平位移沿樁埋置深度的增加先增大后減小,曲線呈弓形,說明預(yù)應(yīng)力鋼支撐對約束支護(hù)樁水平位移起到了很大作用。(2)在開挖土體完成后設(shè)置的支撐對樁體豎向位移基本不產(chǎn)生影響,這是由于樁體和周邊土體在支撐添加之前應(yīng)力已經(jīng)得到完全釋放,應(yīng)變基本完成。(3)基坑支護(hù)樁附近土體有不同程度的隆起,并隨著開挖深度的增加而升高。這主要是由于在開挖過程中,應(yīng)力得到釋放,基坑內(nèi)部土體隆起帶動(dòng)支護(hù)樁上移,從而引起支護(hù)樁附近土體上移。(4)土壓力在開挖完第二層土體后變化最大,數(shù)值上相比第一步開挖后有明顯的減小,說明第二層土的開挖及支撐的添加在本工程中起著關(guān)鍵的作用。(5)通過正交試驗(yàn)對支護(hù)樁進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算后,可以得出對支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移影響最大的因素是樁徑,其次是樁長,最后是樁間距。
【關(guān)鍵詞】：深基坑 數(shù)值模擬 正交試驗(yàn) 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU473.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 選題的依據(jù)及意義9-10
• 1.2 深基坑工程研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 深基坑支護(hù)類型10-11
• 1.2.2 深基坑理論和實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 深基坑有限元研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.4 深基坑設(shè)計(jì)優(yōu)化研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 深基坑支護(hù)研究的主要內(nèi)容16-18
• 第2章 ABAQUS有限元及土體本構(gòu)模型18-28
• 2.1 ABAQUS簡介18
• 2.2 土體參數(shù)本構(gòu)模型18-27
• 2.2.1 Mohr-Coulomb（摩爾庫侖）模型18-21
• 2.2.2 擴(kuò)展的Drucker-Prager模型21-24
• 2.2.3 修正Drucker-Prager帽蓋模型24-26
• 2.2.4 劍橋模型26-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第3章 內(nèi)支撐排樁支護(hù)有限元模擬28-38
• 3.1 深基坑開挖實(shí)例28-30
• 3.1.1 工程簡介28
• 3.1.2 工程地質(zhì)概況28
• 3.1.3 工程施工工序28-30
• 3.2 深基坑工程中ABAQUS分析的關(guān)鍵技術(shù)30-32
• 3.2.1 土體本構(gòu)模型的選取30-31
• 3.2.2 初始地應(yīng)力場模擬31
• 3.2.3 樁土接觸面模擬31-32
• 3.3 有限元模型的建立32-37
• 3.3.1 建立實(shí)體幾何模型32-33
• 3.3.2 選取材料參數(shù)33-35
• 3.3.3 模擬分析步35-36
• 3.3.4 模型荷載、邊界條件和接觸條件36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 數(shù)值模擬結(jié)果分析38-54
• 4.1 支護(hù)樁模擬分析38-43
• 4.1.1 支護(hù)樁水平位移計(jì)算結(jié)果及分析38-40
• 4.1.2 支護(hù)樁豎向位移計(jì)算結(jié)果及分析40-43
• 4.2 鋼支撐軸力模擬分析43-46
• 4.3 基坑位移模擬分析46-51
• 4.3.1 地表沉降數(shù)值模擬分析46-49
• 4.3.2 基坑坑底隆起數(shù)值模擬分析49-51
• 4.4 土體應(yīng)力模擬分析51-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第5章 內(nèi)支撐條件下排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)54-63
• 5.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本概念54
• 5.2 正交表及其基本性質(zhì)54-56
• 5.2.1 正交表的類別54-55
• 5.2.2 正交表的基本性質(zhì)55-56
• 5.3 正交試驗(yàn)的分析方法56-58
• 5.4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)58-59
• 5.5 試驗(yàn)運(yùn)行及結(jié)果整理分析59-62
• 5.6 本章小結(jié)62-63
• 第6章 結(jié)論與展望63-65
• 6.1 結(jié)論63
• 6.2 展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 在學(xué)研究成果69-70
• 致謝70

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