深基坑支护结构考虑位移影响的计算方法研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 11次 | 上传用户:hdjc1314
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随着城市建设的迅速发展,地下空间的开发势在必然。深基坑工程中,由于周边建筑密集、管线分布杂乱、场地狭小等,给深基坑工程带来很大的难度及复杂性。原有的一部分经典理论和支护方法已满足不了实际的需要,经典的朗肯土压力理论和库伦土压力理论都是假设土体处于极限平衡状态下推导出来的,而实际的支护结构很难达到极限状态那么大的位移。土体处于非极限状态下的土压力及其分布形状,不仅与土质有关,而且在很大程度上取决于支护结构的变形情况。深基坑工程中,对于排桩预应力锚杆支护结构,作用于桩体上的土压力是随桩体变形而变化的位移土压力,土体与支护结构之间是一种非线性作用关系。基于此点,依据Winkler提出的弹性地基梁模型,将土体对桩的作用用一系列的土弹簧来表示,建立考虑位移影响的土压力计算模型,使得计算出的土压力值更接近于作用于支护结构上的实际土压力值。对于土体与支护结构之间的这种非线性关系,国内外众多学者通过大量的研究,提出用增量法来解决这种问题,增量法可以有效跟踪支护结构的变形过程,体现加载路径的影响。但是,它是用一系列的线性问题去近似非线性问题,随着荷载的增加,计算结果误差将越来越大,最终可能导致结果无法收敛。迭代法用于求解非线性问题,可以使计算结果得到较好的收敛,然而,它不能考虑支护结构的变形过程。把增量法和迭代法综合运用于支护结构的计算中,即混合法,可以使计算结果误差控制在很小的范围内,并且能很好的描述荷载与位移之间的非线性关系。运用MATLAB软件将混合法计算过程进行编程,并应用于实际工程,与深基坑传统设计软件(理正)计算结果相对比,得到更接近于支护结构实际内力的计算结果。从而,证明本文所提出的方法具有很好的适用性,加以完善后可以较好地用于实际工程中。
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