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地铁车站地下连续墙支护深基坑开挖的有限元数值模拟
| 论文题名： | 地铁车站地下连续墙支护深基坑开挖的有限元数值模拟 |
| 关键词： | 深基坑工程;分步开挖;地下连续墙;支护结构;数值模拟 |
| 摘要： | 随着中高层建筑的发展和地下空间的利用,深基坑工程在深度和规模上不断增加。由于城市建筑物紧密、地质情况复杂和土体内应力重新分配,深基坑分步开挖过程中会对周围土体的位移场与应力场产生必然的影响,进而会导致墙后土体地表的沉降、支护结构的水平位移和坑底隆起。地下连续墙的经济型和良好的工作性能在基坑中得到了广泛的应用。 本文借助于ANSYSY14.5大型通用有限元软件,采用二维平面建立有限元模型,土体采用Drucker-Prager理想弹塑性本构模型,利用“杀死与激活单元法”模拟基坑的分步开挖与支护,对武汉地区软土地质条件下深基坑开挖的全过程进行了数值模拟分析。通过对不同开挖深度的应力应变、墙后地表沉降、坑底隆起量和墙体水平位移的对比分析得出一些基坑开挖过程中周围地表沉降、支护结构位移和坑底隆起的变化规律,并且将模拟计算结果与工程监测数据的进行对比分析。 虽然目前基坑开挖过程中变形控制方面做了较多研究,但是地表沉降、支护结构的位移和坑底隆起的变化规律与特点的研究较少,本课题的研究成果对实际工程设计和施工及相关课题研究提供一定参考。本文主要工作与结论如下: (1)探讨基坑工程中墙体变形、坑底隆起和墙后地表沉降的变形机理和计算方法,包括深基坑支护的结构类型、基坑变形原理与土体本构关系和ANSYS有限元法; (2)简化实体模型和修正土体与墙体的参数以达到数值计算收敛和土体与地下连续墙变形协调,利用ANSYS大型通用有限元软件模拟工程实例; (3)导出位移、应力云图,从整体上分析支护结构与周围土体的应力和位移,求得基坑的隆起量、地表的沉降量、墙体水平位移和土中的塑性区发展过程和范围,并将数值模拟的计算结果与实际工程监测数据进行对比分析。 |
| 作者： | 敖辉 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 孙艳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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