装配式可回收深基坑支护结构坑角效应数值模拟分析

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基坑具有明显的空间效应,支护结构受力过程中会形成坑角效应区和平面应变区,坑角效应区基坑水平位移变化明显,平面应变区相对稳定位移基本一致。目前装配式可回收深基坑支护这种新型结构,在设计过程中也是采用平面应变区进行设计,并没有考虑坑角效应区位移变化的影响。为探索可回收支护结构坑角效应影响本文采用数值模拟方法,研究坑角效应对可回收支护结构的影响、可回收支护结构与其它支护结构形式坑角效应同异性、多种因素对可回收支护结构坑角效应的影响范围变化规律,其主要研究内容为以下几点:(1)查阅国内外对基坑坑角效应研究的专家著作文献,深入了解坑角效应作用机理,对基坑产生哪些方面的影响以及研究方法,为可回收支护结构坑角效应研究提供理论指导;(2)对可回收支护结构进行全面介绍,描述了这种支护结构的先进性、环保性以及回收步骤,通过查阅相关书籍和基坑支护设计规范,对传统支护设计公式做出调整,其中包括锚杆设计公式修整,支护桩设计改用钢结构计算理论,总结出一套使用于可回收支护结构的设计流程,为今后该支护结构支护设计提供理论指导;(3)根据勘探的地质参数进行支护方案设计,采用数值模拟方法查看基坑开挖过程中可回收支护结构、周边土体,根据有限元模拟结果,得到基坑在开挖过程中产生的变形位移均在基坑监测规范预警值内,验证了基坑的安全性;(4)分析支护结构水平位移发现这种新型支护结构具有显著的坑角效应规律,针对坑角效应影响可利用可回收支护结构中独特的螺栓结构,通过对螺栓松紧调节实现减小坑角效应影响范围;(5)通过查阅文献可知外界因素改变都会对坑角效应影响范围造成不同程度的变化,实际工程中基坑大小、周边环境各不相同,研究各种不同因素改变可回收支护结构的坑角效应影响,分析可回收支护结构和桩锚支护结构、双排桩支护结构在坑角效应方面的同异性,以及坑角拐角形式、地面荷载位置、基坑大小改变坑角效应范围变化规律,为该地区以后采用可回收支护结构进行设计提供空间效应参考。
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