【摘 要】
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随着城市的不断发展,基坑工程大型化和复杂化,对基坑支护结构的设计计算有了更高的标准以及更严的要求。弹性支点法是目前基坑排桩和地下连续墙支护结构设计时应用最为广泛的方法,但该法存在以下问题:(1)桩(墙)后土体对支护结构的作用采用主动土压力。但实际工程中,为保证基坑和周围环境的安全,基坑的水平位移需控制在一定的容许值内,因而无法达到产生主动土压力所需的水平位移。(2)水平反力系数的比例系数“m”是弹
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随着城市的不断发展,基坑工程大型化和复杂化,对基坑支护结构的设计计算有了更高的标准以及更严的要求。弹性支点法是目前基坑排桩和地下连续墙支护结构设计时应用最为广泛的方法,但该法存在以下问题:(1)桩(墙)后土体对支护结构的作用采用主动土压力。但实际工程中,为保证基坑和周围环境的安全,基坑的水平位移需控制在一定的容许值内,因而无法达到产生主动土压力所需的水平位移。(2)水平反力系数的比例系数“m”是弹性支点法中的关键材料参数,对排桩受力变形的计算结果有重要影响,但该参数无法通过简单的试验获得,常需靠经验选取。
为解决上述问题,本文开展了以下研究工作:
(1)改进了弹性支点法的计算模型,采用土弹簧模拟支护结构与基坑内、外两侧土体之间的相互作用,以更好地反映支护结构水平位移对土压力大小的影响。改进后的计算模型能更好地反映当前以变形控制为主的基坑的受力变形特点。
(2)研究了带状水平均布荷载作用下的Melan位移解与Boussinesq位移解的关系,依此对Melan位移解进行简化。在此基础上,建立了水平反力系数与土体位移及变形模量(压缩模量)之间的关系式,从而达到由简单方法确定可靠“m”值的目的。
(3)结合上述改进后的计算模型和方法,基于弹性地基杆系有限元法建立了相应的计算公式,并应用Matlab编制了基坑排桩支护结构受力变形的计算程序。最后,将该方法应用到某深基坑工程实例的计算中,并与有限元计算结果及现场实测结果进行对比,验证了本文计算模型及方法的正确性与合理性。
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