复杂荷载条件下基坑围护结构土压力及响应分析

论文摘要

随着城市的发展,用地需求越来越大,城市建设的密度也越来越大,新建地下工程与既有建筑、交通要道等的距离也越来越近。这些外部环境的复杂因素,诸如交通荷载、有限土体等,对城市地下工程基坑开挖产生的影响不可避免。因此,如何让新建基坑围护结构在复杂条件影响下保持稳定已成为国内外学者亟待解决的问题。本文针对两种不同情况（基坑工程临近交通要道、基坑工程临近既有建筑）,采用理论计算、数值模拟、现场实测等方式来分析复杂环境对基坑工程的影响,为类似工程的设计和施工提供参考和借鉴。本文开展了如下工作。（1）针对围护结构后方为有限宽度无黏性填土情况,采用离散元方法分别对光滑、粗糙支护结构面情况下,有限宽度土体主动破坏的过程进行研究,分析了有限土体主动破坏过程中滑裂带发展、土体位移规律以及作用在围护结构上的水平土压力分布情况。（2）在离散元数值分析的基础上,针对无黏性有限土体的主动土压力问题,假设滑动土楔内部小主应力轨迹线为圆弧,采用薄层单元法推导了考虑土拱效应的平动模式下有限土体主动土压力计算公式并设计了相应的算法流程。（3）依托杭州某基坑,通过对此基坑工程交通荷载以及交通荷载作用下深基坑围护结构振动加速度及桩后动土压力的现场实测研究,给出了坑边车辆荷载计算经验公式,并分析了车辆荷载大小、行驶速度等因素对基坑围护结构振动特性及动土压力的影响规律。（4）通过有限元数值分析的方法,采用剑桥模型模拟土体,ABAQUS二次开发D-load程序进行交通荷载的模拟,探究交通荷载大小、速度、距离等不同因素对基坑围护结构位移及内力的影响规律。

论文目录

致谢

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 研究的背景与意义

1.1.1 前言

1.1.2 有限土体土压力

1.1.3 交通荷载

1.2 国内外研究现状

1.2.1 有限土体土压力研究现状

1.2.2 交通荷载及其对深基坑影响研究现状

1.3 本文主要内容及创新点

1.3.1 目前研究局限性

1.3.2 本文主要内容

第2章无黏性有限土体主动破坏及土压力离散元分析

2.1 PFC2D的特点

2.2 离散元模型细观参数研究

2.2.1 离散元模型试验参数

2.2.2 离散元计算模型

2.3 离散元模拟结果及分析

2.3.1 墙后土体宽高比影响

2.3.2 土压力结果分析

2.4 本章小结

第3章无黏性有限土体主动土压力理论研究

3.1 二维有限土体主动土压力解

3.1.1 问题描述

3.1.2 解析公式推导

3.2 参数分析

3.3 实例验证

3.4 本章小结

第4章交通荷载下基坑围护结构动力响应现场实测

4.1 现场测试方案

4.1.1 工程概况

4.1.2 传感器布置

4.2 现场测试结果与分析

4.2.1 车辆交通荷载

4.2.2 加速度响应分析

4.2.3 围护结构土压力

4.3 结论

第5章交通荷载作用下基坑围护结构变形及内力响应数值模拟

5.1 剑桥模型

5.1.1 剑桥模型

5.1.2 ABAQUS中的剑桥模型

5.2 交通荷载作用下基坑围护结构内力及变形分析

5.2.1 有限元模型及边界条件

5.2.2 材料计算参数

5.2.3 交通荷载模拟

5.2.4 模拟结果与实测数据对比

5.2.5 交通荷载大小影响

5.2.6 交通荷载距离影响

5.2.7 交通荷载速度影响

5.2.8 动荷载分量幅值影响

5.3 结论

第6章结论与建议

6.1 主要结论

6.2 未来研究展望

参考文献

作者简历及发表论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 万励

导师: 徐长节

关键词: 有限土体,数值模拟,理论分析,现场实测,交通荷载

来源: 浙江大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 浙江大学

分类号: TU432

DOI: 10.27461/d.cnki.gzjdx.2019.002359

总页数: 88

文件大小: 6876k

复杂荷载条件下基坑围护结构土压力及响应分析

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