基于土拱效应的黄土地区深基坑支护桩水平向桩土作用规律研究

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1、分类号:TU410710-2014221016专业硕士学位论文基于土拱效应的黄土地区深基坑支护桩水平向桩土作用规律研究王征导师姓名职称张宏光副教授专业学位类别申请学位类别硕士建筑与土木工程及领域名称论文提交日期2017年4月25日论文答辩日期2017年6月4日学位授予单位长安大学StudyonHorizontalPile-SoilBehaviorofSupportPilesinDeepFoundationPitinLoessAreaBasedonSoilArchingEffectAThesisSubmittedfortheDegreeo

2、fMasterCandidate：WangZhengSupervisor：Assoc.Prof.ZhangHongguangChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明？本人声明？本人所呈交的学位论文是在导师的指导下独立进行研究，工作所取得的成果。除论文中己经注明引用的内容外，对论文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果Ｄ本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：年与月ｕ曰论文知识产权权属声明

3、本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阋以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（涉密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：王年ｓ月４日＿＾导师签名：ｆｕｎ年ｅ月以日ｔ摘要随着西部地区城市轨道交通建设的快速发展，黄土地区地铁建设也愈来愈多，地铁深基坑支护设计是其中至关重要的环节，而排桩支护是目前黄土地区地铁深基坑支护的主要型式，因此对支护桩桩土作用规律进行研究，分

4、析土拱效应形成的影响因素，为支护桩合理桩间距的设置及深基坑有效支护提供理论支持，对实际工程中更为有效利用土拱效应，优化基坑支护设计以及降低工程成本有着重要工程实际意义。本文结合已有研究成果，依托西安地铁青龙寺换乘车站深基坑工程，采用室内模型试验研究方法，严格遵循实际工程中分层开挖及逐层支撑的施工过程，分析了黄土地层条件下，深基坑圆形截面支护桩在桩后土体作用下发生的桩身位移及桩身弯矩变化规律，探讨了桩间土拱效应形成、发展、破坏的过程，以及与桩间距、基坑深度、土体性质、含水率等影响因素间的关系。结合有限元数值模拟方法，对不考虑桩间加强体情况

5、进行模拟，与室内模型试验对照，进一步分析了桩土作用规律和桩间土拱效应渐变过程，以及与相关影响因素间的关系；对考虑桩间加强体情况进行模拟分析，对有支挡条件下的桩后土拱效应形态进行对比研究，分析了加强体存在与否以及加强体强度大小对桩后土拱效应的形成及整个支护结构稳定的影响。基于上述模型试验和数值模拟的综合分析得出，在桩间距为2d时，土体颗粒间产生明显楔紧及应力集中，即土拱效应显著，此时土拱体的承载能力在试验中的几组桩间距条件下为最强，随桩间距的增大承载能力逐渐减弱。另外，在保证桩间土体承载安全前提下，通过适当减小桩间加强体强度，允许桩间和桩

6、后土体产生一定的相对位移，将有助于土体颗粒间楔紧，产生有效的主应力偏转及应力集中，使土拱效应发挥更显著。关键词：黄土地层，深基坑，支护桩，土拱效应，桩间距iAbstractWiththerapiddevelopmentoftheconstructionofcityrailtrafficinthewesternregion,thesubwayconstructioninloessareaisincreasing.Thesubwaydeepexcavationsupportdesignisthemostimportanttache,ther

7、eforethroughfurtherresearchonthesupportingroleofpilesoil,analysisofsoilarchingeffectfactorsplay,soastosupportthereasonablespacingbetweenadjacentpilessetdeepfoundationandeffectivesupporttoprovidecertaintheoreticalsupport.Theresultsofthisstudywillprovideusefulsuggestionsfo

8、rthemoreeffectiveuseofsoilarchingeffectinthepracticalprojects,optimizingthedesignoffoundationpitsupport