加筋水泥土锚桩对土体变形约束的作用分析与应用

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1、安徽理工大学硕士学位论文加筋水泥土锚桩对土体变形约束的作用分析与应用姓名：范君宇申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：刘全林20090601摘要摘要加筋水泥土门字型锚桩支护结构是一项基坑支护新技术，在安全性、经济性、施工方便性等方面都比传统支护技术优越。但是，对这项新技术的设计理论研究明显不能满足工程实践的需要。至今，对于这一支护形式尚没有系统的设计分析理论，从而导致在实际设计计算中照搬传统支护的设计模式，不能真正体现这一结构体系的自身特点，引起设计计算模型和结构的实际受力变形相脱节、现行理论对于该种支护结构的工程实践失去了指导意义。因而工程领域迫切需要对该项技术的设计

2、理论进行研究，为此本文选题对加筋水泥土门字形型锚桩支护体系的变形和内力进行分析研究具有重要的现实意义，采用Winkler模型对围护结构与土体的相互作用问题进行分析，把加筋水泥土门字型支护结构体系视为满足结构与土体接触面连续条件，又满足结构边界条件的有限长梁。针对加筋水泥土门字型锚桩支护护结构的特点，建立锚桩与土相互作用分析模型，并分别建立了基于弹性理论和有限元的计算方法，通过工程实例验证分析模型的可靠性与可行性；提出土层变形的控制机理，并对影响土层移动的因素进行了分析。变形控制设计的思路是保证基坑开挖施工过程中所引起的周围地层位移在周围环境允许变形值范围内，从控制桩墙水平位

3、移以及基坑周边地面的沉降量、基坑隆起量来探讨支护结构的设计参数，包括桩墙的长度、桩墙的直径、锚桩的长度、锚桩的直径、锚桩的间距、锚桩的倾角等，力求得到可供参考的考虑土体位移影响的支护结构设计参数。同时，采用FLAC软件，对工程实例进行数值模拟，经与实测计算结果的比较，进一步验证了本文所建立理论分析方法是可靠的。分析结果表明：加筋水泥土门字型锚桩支护结构具有很好的基坑坑壁变形控制能力、结构的整体稳定性。本文的研究工作对建立加筋水泥土门字型锚桩支护结构的设计计算理论具有重要参考价值。图[53]表[6]参[48]关键词：基坑加筋水泥土锚桩支护结构桩土相互作用FLAC分类号：(TU

4、46+3)独创性声明本门声明所呈交的学位论文是本门在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外，论文中不包含其他门已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塞徵堡王太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：辫奎签字日期：叼#-6月；日f学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解塞邀理王太堂有保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于安徽理工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印

5、件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本门授权塞邀堡王太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)导师签名：h匆辛札签字日期：口尸年么月z日上了彩r日惑肘名酊群r者拶作也文期论日位字学签1绪论1．1本课题的提出与目的随着我国城市化进程的推进，使得有限的城市地面空间不能满足日益增长的城市人口生活、工作和交通的需求，三维城市空间的概念便应运而生，一方面建筑物不断的向高空发展，另一方面各类用途的地下空间和设施也得到了大规模的开发利用，他们主要包括高层建筑多层地下室、地下铁道及地下车

6、站、地下停车库、地下街道、地下商场、地下仓库、地下人防工事等。由此，就出现了基坑工程，并且逐渐成为近年来建筑业的一大技术热点。与此同时，基坑工程是一项系统工程，必须具有结构力学、岩土力学、地基基础、地基处理、原位测试等多种学科知识以及丰富的施工经验，并结合拟建场地土质和周围环境情况，才能够制定出因地制宜的支护结构方案和施工管理方法。因此，基坑工程又是当前建筑业的一大技术难点⋯。典型的基坑工程是由地面向下开挖出一个空间。最初的基坑工程就是简单的放坡大开挖，既经济又方便，在场地允许的条件下优先采用。随着基坑深度的增加和城市空间的相对狭小，人们不得不采用支护开挖，特别是对于地质较

7、差的地域，尤其需要在开挖基坑的过程中实施支护作业瞄。。最早出现的基坑支护形式为重力式挡土墙结构，这种支护方式属于被动支护的范畴，关于其利弊的论述可见于各种文献，这里不再详述。目前较为流行的基坑支护结构多是基于柔性支护的理念上发展起来的新型支护方式，其结构体系包括围护结构和支撑结构：围护结构一般是在开挖面基底下有一定插深度的板墙、桩墙结构，设置于基坑四周；支撑结构可以是基坑内部的受压体系(内支撑)或基坑外部的受拉体系(锚索、锚桩)，目的是为板墙结构提供弹性支撑点，以控制墙体的弯矩至该墙体断面的合理允许范围，以达到经济