基于基坑开挖对既有桩基础影响的数值分析

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1、大连理工大学硕士学位论文基坑开挖对既有桩基础影响的数值分析姓名：孙岳申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：栾茂田20070620大连理工大学硕士学位论文摘要随着城市的发展，地下空间的开发利用得到大力的推广，基坑已成为城市建设中主要的岩土工程课题之～。然而，深基坑工程往往处于城市人口密集区，施工时不仅要保证基坑稳定，还要满足变形的要求，以保证基坑周围既有建筑物、构筑物、地下管线及道路等安全。其中，位于深基坑工程邻近的既有桩基础由于受到基坑开挖引起的土体位移的作用，其变形特征区别于传统的主动桩，而属于典型的被动桩，逐渐被广大科研工作者和工程技术人员所重视。因此，本文针对基坑开挖对邻近

2、既有桩基础影响进行了比较深入而系统的研究，论文的研究工作包括以下两个方面：1．基于大型通用有限元计算软件ABAQUS平台，针对均质正常固结黏土地基，假设黏土地基在基坑开挖过程中处在不排水剪切状态，建立了基坑开挖对邻近既有桩基础影响的二维弹塑性总应力有限元计算模型。然后通过系统的数值计算讨论了黏土的不排水抗剪强度、基坑开挖深度、围护墙弹性模量、内支撑强度、桩直径以及桩距基坑开挖面距离等参数对桩基础位移和弯矩的影响。结果表明：桩基础的位移和弯矩与基坑开挖产生的土体位移大小密切相关，土体的位移越大，桩基础的变形越大。提高黏土地基强度和基坑支护强度有助于控制桩身变形。2．在简化成平面应变状态

3、下，应用二维Biot固结理论，对于地基土采用修正剑桥模型，利用基于罚接触算法的Coulomb接触对模拟桩一土、围护墙一土之间的接触特性，以大型通用有限元计算软件ABAQUS为平台，建立了基坑开挖对邻近既有桩基础影响的二维弹塑性有效应力有限元分析模型。结果表明；相比于总应力分析，在基坑开挖结束后，围护墙和基坑内外土体由于黏土的固结效应仍然产生位移，继而使得邻近基坑的桩基础产生变形。桩顶位移随基坑开挖深度的增大丽增加，并在开挖结束后某一段时间内达到最大值后逐渐减小。因此，在黏土地基中开挖基坑，黏土固结作用对桩基础的影响不容忽视。关键词：桩基础；基坑；弹塑性；固结作用；有限单元法基坑开挖对

4、既有桩基础影响的弹塑性数值分析NumericalAnalysisofExistingPileDuetoExcavationAbstractWi也thedevelopmentofcity．excavationhasbeenoneoftheimportantgeoteehnicalengineering．However,excavationengineeringtendstobeconstructedinimpactedare色Engineersneedt0notontyguaranteethestabilityofexcavationbutalsocontrolthedistortio

5、nofexcavationSOast0protectthesafetyofbuilding．s枉1lctl玳andsubterraneanline．Thedeformationcharacteristicofpilesnearbyexcavationisdifferentfromthetypicalactivepile，whichbelongstotypicalpassivepile，becauseofthesoilmovementduetoexcavation．Itisthusimportantforpracticmgengineersandscholarstobeabletoes

6、timatetheconstructionimpactonadjacentpilesduringexcavation．Therefore，thestudiesareemphasizedonnumericalmethodsfortheeffectsofexcavationonasinglepilenearbyexcavation．Themaininvestigationsconsistofthefollowingtwoparts：1．Anelasto-plastictotalstressfinite-elementcomputationalmodelisestablishedintwo

7、dimensionalspacetostudypileresponseduetoexcavation·inducedsoilmovementonthebasisofthegeneral-purposefmiteelementsoflrwareABAQUS．Andthesoilisassumedtobeauniformnomaallyconsolidatedclaylayer．Influencesofvariousparametersonpilerespon