基于应变软化模型的深基坑桩锚支护结构受力变形特性研究

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1、学校代码10530学学学号号号201230131827分分分类类类号号号TU473.2密密密级级级硕士学位论文基于应变软化模型的深基坑桩锚支护结构受力变形特性研究学学学学位位位位申申申申请请请请人人人人张张张张亮亮亮亮指指指指导导导导教教教教师师师师刘正才刘正才刘正才教授教授学学学学院院院院名名名名称称称称土木工程与力学学院学学学学科科科科专专专专业业业业结构工程研研研研究究究究方方方方向向向向岩土方向二○一五年五月StuStudyStudydyondyonononthethethethemmmmechanicalechanicalechanicalechanicalddddef

2、ormationeformationeformationeformationccccharaharaharacharacccteristiteristiteristicteristicccofofofofddddeeeeeepfeepfpfoundationpfoundationoundationoundationwithwithwithwithppppileileileaileaaannnncccchorhorhorhorsssstructuretructuretructuretructurebasedbasedbasedonstrainsofteningmodelonstra

3、insofteningmodelonstrainsofteningmodelonstrainsofteningmodelZhangLiangCandidateSupervisorProfessorLiuZhengcaiCollegeCollegeofCivilEngineeringandMechanicsProgramStructuralEngineeringSpecializationDirectionofgeotechnicalDegreeMasterUniversityXiangtanUniversityDateMay,2015湘潭大学学位论文原创性声巧本人郑重声明

4、：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年６月ｔ日学位论文版极使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留，同意学校保、使用学位论文的规定留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行。检索，可レッ采用影印、缩印或扫描等复

5、制手段保存和汇编本学位论文涉密论文按学校规定处理。２Ｗｒ＾：月日作者签名：歌毒ｙ日期年于导师签名：曰期如卑６月曰户摘要桩锚支护体系以其独特的优势被广泛应用于深基坑工程，其支护结构在开挖过程中的受力变形研究是基坑工程中的一个热点课题。目前，深基坑桩锚支护结构的受力变形研究大多采用现场监测与数值模拟相结合的手段，其中数值分析一般采用摩尔库仑模型描述岩土体的强度特征，而较少采用更加符合岩土体强度特征的应变软化模型。因此，本文以湖南省长沙市公安局高新区分局业务办公用房基坑工程为背景，采用现场监测手3D段对深基坑桩锚支护结构进行现场监测与分析；利用有限差分软件FLAC建立基

6、坑数值计算模型，基于应变软化模型对深基坑桩锚支护结构在开挖过程中的受力与变形进行数值模拟并与监测数据进行对比，结合摩尔库仑模型进行分析，研究桩锚支护结构在开挖过程中的受力与变形规律，其主要研究内容及结论如下：(1)针对工程实例进行现场监测方案编制并完成现场监测工作，对支护桩顶部位移、支护桩身变形、周边地表沉降以及锚索轴力进行现场监测，结果表明：支护桩顶部水平位移与竖向位移随着基坑的开挖整体逐渐增大；桩身的最大位移点随着开挖深度逐渐下降；基坑开挖完成时，桩身最大位移点处于桩身中下部位置，且桩身的位移变化曲线整体呈“弧形”分布；基坑周边地表沉降量整体上随着开挖深度逐渐增加，且在开挖深

7、度较深时，沉降的变化速率较大，需要重点监测；各层锚索轴力随着基坑开挖逐渐增加，且下一道锚索轴力的施加促使上一道锚索轴力增长速率变缓。(2)采用三维数值模拟分析方法，基于应变软化模型对深基坑桩锚支护结构在开挖过程中的支护桩顶部的水平位移、桩身变形、桩后土体的深层位移以及锚索轴力进行模拟与分析，结果表明：预应力锚索的施加对于约束支护桩顶的变形具有显著效果；基坑开挖深度不大时，桩体顶部变形最大；随着开挖深度的增加，桩身的最大位移点逐渐向桩身中下部移动；处于剪切滑动面内的土体整体趋势是下