浅谈预应力地下连续墙模型试验及计算理论研究

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1、同济大学博士学位论文预应力地下连续墙模型试验及计算理论研究姓名：常先军申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：杨敏20030601同济大学申请博士学位论文摘要预应力地下连续墙模型试验及计算理论研究摘要将预应力技术应用到地下连续墙结构中，可以在墙体内建立起合适的预压应力，能够提高墙体的抗裂性和抗弯刚度、产生同外荷载挠度反向的挠度，达到减小墙体变形、提高其耐久性、节约材料等效果。由于预应力地下连续墙是比较新颖的结构型式，本文通过大量的资料检索、Internet搜索，仅仅收集到了很少的介绍性资料，其中都没

2、有论述设计计算理论。基于该结构型式目前仍处于初步阶段，没有现成理论，所以本文只能从基本的预应力理论和地下连续墙设计计算方法的基础上开始，设计、实施了预应力地下连续墙相似模型试验。在对两次试验中土压力、支撑轴力、墙体变形位移、土层隆起沉降、墙体轴力和弯矩等实测结果进行了深入分析后，加深了对预应力地下连续墙结构力学性状的理解，认为反映墙——土剪切共同作用的侧摩阻力是预应力地下连续墙设计计算理论研究的关键。为了对墙侧摩阻力进行计算，借鉴了分析竖向受荷桩力学性状的方法，提出了计算施加预应力、基坑开挖条件下墙侧

3、摩阻力的荷载传递法。由于预应力地下连续墙在一定程度上相当于上下两端同时受到一对方向相反的集中力作用、并且表面同时存在着表面正负摩阻力的桩．所以面临着确定墙侧摩阻力中性点以及该位置处墙体轴力大小的问题。针对此，本文创造性地提出了“层次搜索法”，可以通过不断的搜索、判断，最终得到墙体的轴力、轴向变形以及墙侧摩阻力，得到预应力施加后的墙体有效应力，从而可以确定出实际的预应力等效荷载、计算墙体的弯矩与变形。这种方法应用的思路具有突破性，同样可以用于桩基中性点的确定等方面。另外，在基坑开挖的过程中，墙侧摩阻力会

4、发生不断的变化。本文引入计算桩侧摩阻力的B法，对“层次搜索法”的相关步骤进行了修改，结合现有地下连续墙围护结构的计算方法，就能够计算预应力地下连续墙各种工况下的内力和变形。最后，本文还对预应力地下连续墙的弹性理论法中，如何应用Mindlin、Melan等弹性应力解进行了探讨，提出采用数值的方法近似求解无穷域积分。关键词：预应力理论地下连续墙相似模型试验预应力等效荷载有效预应力钳摩阻力竖向受荷桩传递函数荷载铸递法层次技紊法同济大学申请博士学位论文摘要ABSTRACTUsingthetechnologyo

5、fprestressindiaphragmwallscanbuildappropriatepressurestressinthewalls．Itcarlimprovetheabilityofcrackresistanceandbendingrigidity,bringadeflectioninanoppositedirectionoftheloadsdoes，andarrivetheresultsofincreasingwalls’deflection，improvingwalls’durabilit

6、yandsavingconstructionalmaterials．ByreasonthatthePrestressedDiaphragmwjlls(PDW)isanewstyleofstructure．thedocumentretrievalshowsafeWofdataarerelativewit_hthePDWeventhesedatadidiustintroducethePDWprojectsandnevertouchedthedesigncalculationtheory．、矾thoutre

7、adyPDWdesigncalculationtheory,weexperimentedwithPDWanalogmodeltestsbasedthebasicallyprestresstheoryanddiaphragmwallsdesigncalculationmethods．Afteranalyzingtheearthpressure，strutsaxialforce，wailsdeflection，soilupheave，wallsaxialforceandmomentobtainedfrom

8、twotests，wehaveagood咖pofthemechanicalcharactersofPDWandconsiderthatthelatelalskinfricfionbetweenwallsandsoilisthekeytoproposeatheoryaboutPDW．Inordertocalculatetheskinfrictionappearedinstagesofprestressingandpitexcavation．weusedth