浅谈基坑复合土钉支护结构变形的有限元计算分析

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1、单位代码：—业堑!一学g：j韭业卫!』0925夺肥工学大警HefeiUniversityofTechnology硕士学位论文MASTERDISSERTATIoN论文题目学位类别@苎堕蔓鱼圭!!塞塑堕塑垩登塑有限元计算分析学历硕士学科专业：工程领域)堂圭王堡作者姓名导师姓名完成时间郭文爱钱德玲教授2007年5月基坑复合土钉支护结构变形的有限元计算分析摘要基坑支护技术是岩土工程中的热点问题，但其理论研究常滞后于工程实践。本文基于ANSYS有限元软件对基坑复合土钉支护结构进行二维建模分析，并通过一个具体的工程实例验证了ANSYS应用于复合土钉支护结构变形分析的正确性和合理性。目前，基坑支

2、护结构设计方式已经由以强度控制为主发展为以变形控制设计为主，在本文中主要分析了基坑的变形规律以及相应变形的影响性。主要工作有：1．分析总结了普通土钉支护结构变形随开挖过程变化的规律。水平位移和地表沉降变形分别呈“鼓肚”形和“马鞍”形分布，坑底隆起变形向坑底以上凸起；塑性区和剪应力均在坡脚处集中分布，在施工中应加强坡脚的保护。2．依据规范选取合理的参数范围，对普通土钉支护各项参数进行影响性分析，分别得出了土钉长度、土钉水平间距、土钉倾角、土钉直径、面板厚度和坡项超载对普通土钉支护结构的最大变形的影响规律，并给出了相对合理的各项参数的建议值。3．选用一种具有代表性的复合土钉支护结构(搅

3、拌桩+士钉)进行建模分析。总结了复合土钉支护结构变形的规律，并将其与普通土钉支护的相应变形进行对比分析，发现复合土钉支护对基坑变形的控制能力比普通土钉支护更强；在坡脚处塑性区和剪应力的分布较为集中，在施工中应加强坡脚的保护，防止搅拌桩在坡脚处被剪断。4．选取合理的参数范围对复合土钉支护的各项参数进行影响性分析，分别得出了搅拌桩的深度嵌固系数、搅拌桩的宽度、坑底加固区的宽度和深度对复合土钉支护结构的最大变形的影响规律，并给出了相对合理的各项参数的建议值：通过对各项土体参数研究分析，得出各项土体参数对基坑变形的影响规律，认为复合土钉支护在软土中所表现出来的对基坑变形的控制能力更强，更值

4、得推广。关键词：基坑。复合土钉支护，变形，有限元分析，搅拌桩FiniteElementComputationalAnalysisofDeformationonCompositeSoil-NailingRetainingStructureforExcavationAbstractThetechnologyoftheexcavatedretainingisahottopicinthegeotechnicalengineering．butitstheoryresearchoftenlaggingbehindtheprojectpractice．佻articlecarriesonthetw

5、o-dimensionalmodelanalysisbasedonANSYSfiniteelementsoftwaretotheexcavationforcompositesoil—nailingretainingstructure，andconfirmedtheaccuracyandtherationalityofANSYSthroughaconcreteprojectexampletoapplytothedeformationanalysisofcompositesoil—nailingretainingstructure．Atpresent，theexcavationreta

6、iningstructuraldesignwayalreadyhasdevelopedtakingtheintensitycomroIaSdeformationcontrol，Inthisarticledeformationruleoftheexcavationwasanalyzedmainly,aswellasthecorrespondingtheinfluenceanalysisofthedeformation．刀lcmainworkincludes：1．1rI圮ordinarysoil-nailingretainingstructurethedeformationruleWa

7、sanalyzedandsummarized．1rI地horizontaldisplaeementandtheearth’Ssurfacedeformationassumestheshapedistributionliking”thedrum”and。’thesaddle”separately．theapophysisofthepitbottomsticksoutthedeformationtothepitbottomabovethebulge；nleplastica