南昌市国光安福城市综合体基坑工程数值模拟研究

【摘要】基坑工程是一个复杂的、综合性的岩土工程课题。基坑工程包含了岩土工程勘察、基坑支护结构设计、降排水方案设计、基坑开挖与支护结构施工、基坑监测和基坑周围环境保护等一系列内容。基坑支护设计是基坑工程的核心内容之一。基坑支护设计研究的是人工支挡结构与岩土体荷载及周围环境条件的相互作用关系。基坑支护设计与场地工程地质条件、水文地质条件及场地其他环境条件密切相关，具有极强的区域性。基坑支护设计主要包括两个方面的内容，支护型式的选择和支护设计计算。基坑支护类型从最初的放坡开挖、简易支护到各类排桩、内支撑、地下连续墙等经历了从简单到复杂的发展过程。传统基坑支护设计方法考虑岩土体与支护结构的极限状态，在满足极限承载力的基础上，再进行稳定性验算。针对不同的支护型式有静力平衡法和弹性支点法（连续梁法）等。随着基坑周围环境条件越来越复杂，对基坑周围土体的位移要求也越来越严格，基坑支护设计从稳定控制设计向变形控制设计发展。以极限平衡状态设计为核心的传统设计方法在变形控制设计要求下表现出了明显的不足。有限元分析方法的引入有望在传统设计方法的基础上，对基坑支护进行模拟分析，得出支护结构和土体的受力与变形特点，有针对性的进行支护参数优化，从而得到更安全、有效、经济的支护设计方案。本文回顾了土压力计算和基坑支护数值模拟的国内外发展状况，简要总结了常用基坑支护型式特点和适用性，引入多层次多因素综合评判法进行基坑支护类型的初步选择；对基坑土压力荷载和不同支护型式的设计计算方法进行了简单介绍，对基坑工程有限元数值模拟的几何建模、加载与求解、后处理分析的过程与方法进行了详细说明，最后以南昌市国光安福城市综合体深基坑工程进行有限元数值模拟计算，根据计算结果对排桩的剪力、弯矩与变形、地表沉降特点进行了分析，分析表明有限元数值模拟研究完全可以引入基坑支护设计流程，对支护结构设计参数进行优化。
【作者】窦磊；
【导师】范建华；
【作者基本信息】吉林大学，岩土工程，2014，硕士
【关键词】基坑支护；有限元分析；优化设计；

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