基于Winkler弹性地基梁模型的基坑支护结构内力与变形数值分析方法.pdf

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1、第3O卷第3期土木工程与管理学报Vol_30No．32013年9月JournalofCivilEngineeringandManagementSep．2013基于Winkler弹性地基梁模型的基坑支护结构内力与变形数值分析方法陈燕宾，王凡俊(天津华北工程勘察设计有限公司，天津300181)摘要：Winkler弹性地基梁是地基基础设计中的经典理论，考虑了基础与地基的协调变形，基坑支护设计也应像基础设计一样考虑支护结构与土体的共同作用。目前设计方法或以静力平衡为依据，与实际工程有一定的误差；或以有限单元法为依据，计算较复杂。基于弹性地基

2、梁理论，视基坑外侧土压力为荷载，支护结构为基础，基坑内侧的开挖部分、支锚结构和坑底土体为广义的地基。以围护结构为研究对象，在平面应变力学假定下推导出基坑支护结构内力与变形的有限差分解。分析表明，公式计算的结果与实际工程较为接近，不必考虑在开挖面处的连续性及边界条件，从而免去复杂的求解。该方法基于经典理论，较为科学，为基坑工程设计提供了一种有效的分析方法。关键词：弹性地基梁；基坑支护结构；有限差分法；内力与变形；地基系数；协调变形中图分类号：TU473．2文献标识码：A文章编号：2095-0985(2013)03-0050-05Met

3、hodofInternalForceandDeformationAboutRetainingStructureofFoundation眦BasedontheWinerModelofBeamsonElasticFoundationCHENYan—bin，WANGFan-jun(TianjinNorthChinaEngineeringInvestigationAndDesignCorporation，Tianjin300181，China)Abstract：Winklerbeamonelasticfoundationisaclassic

4、altheoryaboutthefoundationdesign，takingthecoordinatingdeformationofgroundandfoundationintoaccount．Retainingandprotectingdesignforexcavationpitalsoshouldconsiderthesoil—structureinteractionasthefoundation．Currentlydesignmethodsdependedonstaticequilibriumhasacertainerror

5、comparedwiththeactualproject，orthatdependedonthefiniteelementwithcomplicatedcalculation．Basedonthebeamonelasticfoundationtheory，treattheouterearthpressureoffoundationpitasload，supportingstructureasthefoundation，excavationpart，anchorstructureandsubsoilasthegeneralizedfo

6、undation．Regardedtheretainingstructureastheresearchobject，thefinite—differencesolutionoftheinternalforceandthedeformationoftheretainingandprotectingstructureforexcavationpitwasdeducedwiththeplanestrainassumption．Theanalysisshowsthisformularesultismoreclosetotheactualen

7、gineering．Thereisnoneedtoconsiderthecontinuityandboundaryconditionsattheexcavationsurfacetherebyavoidingcomplexsolving．Basedontheclassicaltheory，thismethodisscientificandprovidesaneffectiveanalysismethodforthefoundationpitengineeringdesign．Keywords：beamsonelasticfounda

8、tion；retainingstructureoffoundationpit；finite—differencemethod；internalforceandthedeformation；foundationcogmcient；coo