带竖向锚索双排桩支护结构的研究与分析

论文摘要

双排桩支护结构是近年来出现的一种围护结构形式,它是由两排平行的钢筋混凝土桩以及桩顶的连梁形成的空间门架式结构体系。由于该种支护结构具有侧向刚度大、施工方便等优点,在工程上得到了越来越广泛的应用。国内外学者对悬臂式双排桩支护结构进行了大量的研究,尽管研究成果没有统一的设计计算理论,但是对实际工程具有很好的指导意义。目前,带竖向锚索双排桩支护结构的在工程上已有成功案例,但由于对该支护结构的研究甚少,其工作性能还不明确,很大的限制了该种支护结构的发展。本文结合国内外在该领域已取得的研究成果,一方面采用理论推导的形式对双排桩支护结构进行理论分析,另一方面对带竖向锚索的双排桩支护结构的工作性能及其影响因素展开深入的研究,主要做了以下几方面的工作:1.总结目前双排桩支护结构在国内外研究和应用的现状及其主要的计算方法,提出该领域尚待研究的问题。2.继承并改进双排桩支护结构现有计算理论和方法。本文通过一假想剪切滑裂面,将双排桩支护结构人为分为上下两部分,并对各部分分别进行受力和变形分析,建立各段桩体的挠曲微分方程,用求导的方法求出双排桩各点的变形及内力情况,得出了一种较好的计算方法。3.总结论文涉及的有限元基本理论,并采用大型有限元软件MIDAS-GTS建立了带竖向锚索双排桩支护结构的有限元模型,探讨了竖向锚索预应力大小及施加竖向锚索的时间对支护结构的影响,并分析了土层参数、双排桩嵌固深度,基坑开挖深度、锚索的布置、后排桩的布置、双排桩排距等因素对支护结构的内力位移产生的影响。4.采用MIDAS-GTS分析在桩顶盖板上堆载对双排桩支护结构的内力位移产生的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 双排桩支护结构体系简介
• 1.2.1 双排桩支护结构体系的布桩形式
• 1.2.2 双排桩支护结构体系的特点
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 双排桩支护结构体系尚待研究的问题
• 1.5 本文主要研究内容与研究方法
• 第二章 双排桩支护设计计算理论与分析方法
• 2.1 目前常用的双排桩支护设计计算理论与分析方法
• 2.1.1 基于经典土压力的计算方法
• 2.1.2 基于winkle 假定的计算方法
• 2.1.3 基于土拱理论的计算方法（体积比例系数法）
• 2.1.4 有限元法
• 2.2 基于winkle 假定的改进方法
• 2.2.1 基本假定
• 2.2.2 双排桩滑裂面以上侧向土压力的计算
• 2.2.3 双排桩滑裂面以下侧向土压力的计算
• 2.2.4 建立微分方程
• 2.2.5 求解微分方程
• 2.2.6 加入边界条件列出方程组
• 2.2.7 工程实例
• 2.3 本章小结
• 第三章 带竖向锚索双排桩支护结构有限元分析
• 3.1 概述
• 3.2 有限元分析基本理论
• 3.2.1 有限元分析计算基本步骤
• 3.2.2 论文涉及的材料模型
• 3.3 有限元模型的主要参数
• 3.3.1 模型几何参数
• 3.3.2 模型材料参数
• 3.3.3 预应力锚索参数
• 3.3.4 有限元模型的建立
• 3.4 设置竖向锚索对双排桩支护结构的影响分析
• 3.4.1 悬臂双排桩位移内力分析
• 3.4.2 基坑开挖前施工竖向锚索对位移和内力分析
• 3.4.3 基坑开挖过程中施工预应力锚索
• 3.5 本章小结
• 第四章 模型计算参数对带竖向锚索双排桩支护结构的影响分析
• 4.1 基坑底面以上土层参数对支护结构的影响
• 4.1.1 粘聚力的影响
• 4.1.2 内摩擦角的影响
• 4.2 基坑底面以下土层参数对支护结构的影响
• 4.2.1 粘聚力的影响
• 4.2.2 内摩擦角的影响
• 4.3 嵌固深度对支护结构的影响
• 4.3.1 嵌固深度对带竖向锚索双排桩支护结构的影响分析
• 4.3.2 与不带竖向锚索时的对比
• 4.4 基坑开挖深度对支护结构的影响
• 4.4.1 基坑开挖深度对带竖向锚索双排桩支护结构的影响分析
• 4.4.2 与不带竖向锚索时的对比
• 4.5 排距对支护结构的影响
• 4.6 锚索布置对双排桩支护结构的影响分析
• 4.7 后排桩布置对双排桩支护结构的影响分析
• 4.8 本章小结
• 第五章 桩顶堆载对双排桩支护结构的影响分析
• 5.1 概述
• 5.2 桩顶盖板堆载对双排桩支护结构的影响分析
• 5.3 支护结构周边荷载移至桩顶盖板时对双排桩支护结构的影响分析
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢