浅论地下连续墙围护和承重结构内力变形及承载机理分析

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1、浙江大学博士学位论文地下连续墙围护和承重结构内力变形及承载机理分析姓名：刘兴旺申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：吴世明;益德清19981201地下连续墙围护和承重结构内力变形及承载机理分析提要本文首先基于杆系有限元计算原理、基坑工程分工况施工以及围护体、支撑、士体协同工作的特点，提出了一种基坑支护结构全过程内力及变形分析方法，编制了相应的计算程序。该法可考虑第一阶段挖土至±0．000结构楼层旄工结束期间的所有工况，可考虑压项粱对围护体变形的制约作用，以及钢支撑预加轴力、拆撑、换撑等因素的影响。并应用该方法对杭州及

2、上海某基坑工程实例进行了分析，与传统的几种计算方法进行了比较。基于杭州及上海软土地区十几只成功基坑工程的监测资料，本文对该地区围护体的最大侧向变形与基坑开挖深度、最大侧向变形位置与基坑开挖深度，以及基坑邻近建筑物沉降的时间效应等进行了分析、研究和总结，并提出了～种考虑邻近建筑物存在的基坑周围地表沉陷经验公式。通过对基坑开挖过程中地表沉陷的机理进行分析，本文还推导了一种考虑墙土界面侧摩阻力作用时的地表沉陷理论公式，并应用该公式对芝加哥某地铁基坑工程的地表沉陷进行了佶算，与前人方法的计算结果进行了比较。为研究地下连续墙的竖向

3、承载性状，本文编制了地下墙竖向承载三维有限元分析程序，该程序可考虑墙土接触面变形的非线性特性、地基土体变形的非线性特性以及地基的各向异性。文中应用该程序对单片墙在竖向荷载分级施加情况下的承载性状进行了研究，分析了地下墙及其周围土体的变形性状以及墙身竖向应力、侧摩阻力及端阻力分布及发展的一般规律，并研究了地基的各向异性、地基土体变形的非线性特性以及局部均布荷载作用对地下墙承载性状的影响。应用本文编制的三维程序，进一步研究了地下墙及工程桩共同承担竖向荷载时，墙桩体系及其周围土体的变形性状以及墙桩竖向应力、侧摩阻力、端阻力的分

4、布及发展的一般规律，与单片墙在同样荷载条件下的计算结果进行了比较。并分析了墙桩顶部承台厚度、桩持力层、墙桩净距以及桩截面积等的变化对墙桩荷载分担以及整体变形的影响。本文最后对杭州某重点工程基坑逆作法旌工的要点进行了总结，结合比较全面的监测资料以及本文提出的有关计算方法，分析了基坑开挖过程中地下墙内力及变形、墙背水土压力以及基坑周围地表沉陷等的发展规律，得出了一些对工程界有借鉴参考价值的结论。AnalysisofMoment，DeformationandBearingCapacityofDiaphragmWattsforR

5、etainingandBearingStructuresABSTRACTBasedonthecharacteristicsofstaged-constructionoffoundationpitandtheinteractionofdiaphragmwalls-bracing-soil，aFEMmethodisprovidedinthispapertOanalyzethemome瞰anddeformationofthediaphragmwallsinwholeprOCeSsoffoundationconstruction

6、．takingconsiderationofaIItbepossibleconstractiunstagesfromtl=beginningofexcavationtotheendoffoundation,andtheinfluenceofcapbe盥n,lac-loadofsteelh翟illg’removalandch,lm霉oofbr盐ing，andthecorrespondingcomplJ酋弭ol即miscolnposel：LTheprogramisuscdtoanalyzeatypicalproj毵tinl{

7、{m弘houandSlla鸭haiwithresulmcompa抡dtothoseobtainedfromo吐婀traditionalmethods．Factors．suchasthemagnkudeofmaximumlateralwalldcflection,itslocafioIl'settlementofadjacentexistingbuildings,andtimeeffectofmorethantenexcavationcas船OnsoftdayinHangzhouandShanghaia阼analyzed，

8、andtheTeslllba陀comparedwiththatgivenbefore．ThcnanempiricalsettlememformulationisprovidedbasedOffthesettlementmechanismofadjacentexistingbuildingandfieldobserva