基于基坑支护坡面喷锚与坡脚加固技术研究

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1、硕士学位论文基坑支护坡面喷锚与坡脚加固技术研究SHOTCRETEANDANCHORBLOTSUPPORTANDRENIFORCEDSLOPETOETECHNIQUEOFFOUNDATIONPIT王杰哈尔滨工业大学2010年6月国内图书分类号：TU473学校代码：10213国外图书分类号：624密级：公开工学硕士学位论文基坑支护坡面喷锚与坡脚加固技术研究硕士研究生：王杰导师：王幼青教授申请学位：工学硕士学科：岩土工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2010年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU473U.D.C.:6

2、24DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringSHOTCRETEANDANCHORBLOTSUPPORTANDRENIFORCEDSLOPETOETECHNIQUEOFFOUNDATIONPITCandidate：WangJieSupervisor：Prof.WangYouqingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：GeotechnicalEngineeringAffiliation：CivilEngineeringColl

3、egeDateofDefence：June,2010Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着高层（超高层）建筑、地铁和其它地下工程的大规模兴建，基坑工程也越来越多、越来越普遍，基坑开挖深度也在不断增加，同时基坑的支护形式也在不断增加和改进。当实践中不断涌现出新的支护形式时，就必须有新的理论为其指导，所以对基坑进行理论分析很有必要。由于深基坑开挖会在周围土体与支护结构中产生极其复杂的相互作用，这样就使得对基坑支护体系的内力分析非常困难。

4、同时，由于支护体系和土体的复杂性，对其进行完整的现场原型试验分析也有相当大的困难。因此，对深基坑支护体系进行模拟分析就显得特别有意义。本文就喷锚支护和坡脚加固这一新型支护体系在某一类型的土体中的应用进行分析。通过有限元软件Ansys建立有限元模型，该模型能够考虑土体的非线性和土体与结构之间的相互接触，同时还能模拟基坑的分步开挖过程。本文在考虑土体非线性时选用了D-P本构模型，在考虑结构和土体的接触时，采用了剪切弹簧单元和单元之间的耦合。在模拟开挖过程时利用了该有限元软件中的“生死”单元来实现每一步开挖的土体和喷锚结构的施加。建立模型后首先利用软

5、件的特殊功能实现了初始应力施加但是不产生位移的初始状态；随后分析了基坑加固前和加固后考虑开挖过程时的基坑侧壁位移和喷射层混凝土层弯矩的变化情况；接着就锚杆支护和坡脚加固体系进行了一系列的数值模拟。模拟的内容主要有：（1）模拟开挖过程中混凝土喷射层水平位移和弯矩变化（2）锚杆长度、间距对支挡体系内部稳定性和外部稳定性的影响（3）水泥深层搅拌桩复合加固的宽度和深度对坡脚土体变形研究（4）水泥土加固体的承载性能分析（5）加固后的坑壁陡坡整体稳定性分析通过对支护体系关于上述内容的分析，找出影响支护体系的各因素并确定该模型的合理参数，并分析加固后土体在地

6、面附加荷载作用下的承载性能，找出加固后基坑侧壁上最容易失稳的区域。最后通过对比毕肖普简化理论就该模型进行整体稳定性验算。完成了上述模型中的有限元模拟，需要通过实际工程来验证，但是由于在目前的工程中该支护体系的应用还很少，所以本文通过对地下连续墙锚杆支护-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文和桩锚支护体系的实际工程建立和喷锚支护相似的模型来间接验证本文中有限元模型建立的正确性，通过工程实例对比可以间接推出本文的建模方法具有可行性。关键词：基坑工程；数值模拟分析；喷锚支护；坡脚加固-II-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWithmore

7、andmoreconstructionofhighrise(superhighrise)buildings,subwayandotherundergroundengineering,foundationditchengineeringbecamemoreandmorewidespread,andthedepthbecamemoreandmoredeep.Atthesametime,typesofthebracingstructureareincreasingandimproving.Forthenewbracingstructurespring

8、upinpractice,newtheoryshouldbeestablishedtoguideit,soitisnecessarytodotheor