高低双排桩挡土性状的非线性有限元分析

论文摘要

本文主要采用ABAQUS有限元分析软件了高低双排桩支护结构。通过建立考虑桩土相互作用的平面有限元模型,土体采用修正剑桥模型,计算高低双排桩桩身的侧向变形、弯矩以及作用在桩身的土压力,分析了基坑开挖深度、宽度、双排桩排距、桩身刚度、土体性质等因素对双排桩挡土性状的影响,总结了双排桩支护结构的受力特点,得出了对工程实践和理论研究有一定参考价值的结论。1.随着开挖深度的增加,桩背土压力值逐渐减小。基坑开挖面以上桩身所受主动土压力与理论主动土压力值接近,开挖面以下桩身所受土压力介于理论主动土压力与静止土压力之间,并随着深度的增加,逐渐趋近于静止土压力。2.随着开挖深度的增加,桩背土压力值逐渐增加,但与理论被动土压力值相差较大。开挖过程结束时,前排桩在基坑开挖面以下桩身中间部分所受的土压力值最大,开挖面与桩底处较小,呈圆弧状分布。后排桩被动土压力接近静止土压力。因此进行基坑支护结构设计时,主动土压力应予以提高,而被动土压力则应降低。采用本文所述的方法分析了两个双排桩支护的工程实例,验证了计算模型的合理性和适用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 双排桩支护结构简介
• 1.2.1 双排桩的基本概念及应用
• 1.2.2 双排桩支护结构的布桩形式
• 1.2.3 双排桩支护结构的主要特点
• 1.3 双排桩支护结构上的土压力
• 1.3.1 土压力的种类
• 1.3.2 土压力的计算
• 1.4 双排桩支护结构研究现状
• 1.5 本文研究内容、技术路线及预期目标
• 第二章 双排桩非线性有限元分析理论
• 2.1 引言
• 2.2 基坑开挖有限元理论分析
• 2.2.1 平面有限元理论
• 2.2.2 基坑开挖有限元模拟
• 2.3 土的本构模型及参数的选取
• 2.3.1 正常固结线和回弹线
• 2.3.2 临界状态线和屈服方程
• 2.3.3 修正剑桥模型参数的确定
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于ABAQUS的高低双排桩有限元模型的建立
• 3.1 引言
• 3.2 有限元软件ABAQUS简介
• 3.2.1 ABAQUS基本模块
• 3.2.2 ABAQUS分析模型
• 3.2.3 ABAQUS对接触的定义
• 3.2.4 接触面摩擦理论的选取
• 3.2.5 接触属性的确定
• 3.3 高低双排桩支护结构有限元计算模型
• 3.3.1 双排桩性状参数分析模型
• 3.3.2 基坑开挖模拟
• 3.4 双排桩的变形性状及土压力分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 高低双排桩挡土性状的有限元分析
• 4.1 概述
• 4.2 基坑开挖深度的影响
• 4.3 基坑开挖宽度的影响
• 4.4 双排桩排距的影响
• 4.5 双排桩桩身刚度的影响
• 4.6 土体性质的影响
• 4.7 本章小结
• 第五章 工程实例分析
• 5.1 工程实例一
• 5.1.1 工程概况
• 5.1.2 计算结果分析
• 5.2 工程实例二
• 5.2.1 工程概况
• 5.2.2 计算结果分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 进一步研究方向及建议
• 参考文献
• 主要符号表
• 致谢