复合土钉墙支护结构变形监测与数值模拟分析

论文摘要

本文以土钉墙+预应力锚杆+截水帷幕的复合土钉墙支护为背景,结合北京市某污水处理站基坑案例的监测数据,以复合土钉墙支护结构基坑坡顶的变形为研究对象,运用FLAC3D有限差分软件进行数值模拟分析,主要进行以下几方面的工作:（1）对当前国内外在基坑工程中被广泛应用的土钉墙及复合土钉墙的研究现状进行了总结分析,引出目前复合土钉墙在工程应用中面临的问题以及未来的发展方向。（2）简要阐述了复合土钉墙中土钉、锚杆和截水帷幕构件的作用机理,列出了现阶段复合土钉墙支护结构的整体稳定性验算公式。（3）详细介绍了污水处理站基坑案例的工程背景、设计施工方案及监测方案,其中监测方案内容包括坡顶水平位移、坡顶竖向位移、周边地表与管线位移,通过对监测数据的整理分析得到监测成果。分析研究表明在保障基坑安全与技术经济的前提下,复合土钉墙对限制土体变形和缩短工期具有明显优势。（4）叙述了FLAC3D有限差分软件的模型建立与过程求解的相关步骤,模拟基坑分步开挖支护过程中坡顶的变形与土钉、锚杆的轴力变化情况,对比分析基坑坡顶位移的实测数据与模拟结果后发现二者相差甚远,模拟值仅能为基坑坡顶变形提供定性分析与参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究的背景和意义
•     1.1.1 研究背景
•     1.1.2 研究意义
•   1.2 国内外研究现状分析
•     1.2.1 复合土钉墙研究现状
•     1.2.2 复合土钉墙数值模拟研究现状
•     1.2.3 复合土钉墙工程应用中面临的问题及未来发展方向
•   1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 复合土钉墙的作用机理分析与稳定性验算
•   2.1 复合土钉墙支护概念与支护类型
•     2.1.1 复合土钉墙的概念
•     2.1.2 复合土钉墙基坑的支护类型
•   2.2 复合土钉墙支护构件的作用机理分析
•     2.2.1 土钉墙的作用机理
•     2.2.2 预应力锚杆的作用机理
•     2.2.3 土钉与锚杆的对比分析
•     2.2.4 截水帷幕的作用机理
•   2.3 复合土钉墙的变形控制指标
•   2.4 复合土钉墙的整体稳定性验算
•     2.4.1 内部整体稳定性验算
•     2.4.2 外部整体稳定性验算
• 第3章 工程实例及监测试验
•   3.1 工程概况
•   3.2 工程地质与水文地质条件
•     3.2.1 工程地质条件
•     3.2.2 水文地质条件
•   3.3 工程周边环境与周边使用条件
•     3.3.1 工程周边环境条件
•     3.3.2 工程周边使用条件
•   3.4 基坑设计方案
•     3.4.1 基坑设计原则与支护型式的选择
•     3.4.2 复合土钉墙设计施工方案
•     3.4.3 地下水控制设计方案
•     3.4.4 土方开挖要求与安全注意事项
•   3.5 基坑监测方案
•     3.5.1 监测目的及内容
•     3.5.2 监测作业依据与使用仪器设备
•     3.5.3 基准点、监测点的布设与监测
•     3.5.4 地下水位监测
•     3.5.5 监测频率和数据异常情况下监测措施
•     3.5.6 监测报警值与监测信息反馈
•   3.6 监测成果分析
•     3.6.1 基坑坡顶水平位移与竖向位移成果
•     3.6.2 基坑周边地表、管线位移成果
•   3.7 本章小结
• 第4章 数值模拟分析
•   4.1 引言
•   4.2 有限差分软件FLAC3D5.0 版本简介
•   4.3 模型的建立
•     4.3.1 创建几何模型
•     4.3.2 本构模型及参数设置
•     4.3.3 边界条件
•     4.3.4 结构单元
•     4.3.5 求解分析
•   4.4 模拟过程及结果分析
•     4.4.1 坡顶水平位移模拟分析
•     4.4.2 坡顶竖向位移模拟分析
•     4.4.3 土钉及锚杆的内力分析
•   4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
•   5.1 主要结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 研究生期间发表的学术论文
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 谢朋

导师: 李向群

关键词: 复合土钉墙,基坑监测,坡顶变形,模拟

来源: 吉林建筑大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 吉林建筑大学

分类号: TU433

总页数: 93

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