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1. 研究目的与意义
熟悉悬臂式基坑围护结构的特点,了解有限元基本思路,掌握岩土类专业数值软件的完整分析过程和建模方法。通过阅读已有文献找出目前对坑角效应的分析方法和结论,采用数值计算方法确定坑角效应的存在范围以及坑角效应的影响因素,为悬臂式基坑围护结构的设计提供参考。
2. 国内外研究现状分析
基坑问题由来已久,随着对基坑工程的分析与研究的深入发展,国内外学者得出了许多基坑设计及计算方面的理论。
在国外,20世纪40年代,terzaghi等人就提出了预先估算土体开挖下基坑稳定程度和支撑荷载大小的总应力法;50年代,bjerrum以及eide等人针对深基坑土体开挖而导致的底板隆起的现象进行研究并提出了相应的分析方法;1967年,terzaghi以及peck等人针对原有研究基础进行修正,并提出改进理论;1969年peck通过统计桩支护结构的测试数据,给出了基坑外围土体沉降曲线与基坑开挖深度及与支护结构的距离之间的经验关系曲线;1975年,bransby等人针对板桩墙与基坑土体在开挖过程中的受力及变形规律,研究并分析了挡土墙与土体特性,墙体光滑程度等因素对挡土墙侧向移动位移和基坑周边土体沉降的影响。
在国内,1980年,沈珠江、张诚厚通过利用有限元理论计算研究了基坑施工过程中软粘土边坡的变形计算问题,并提出井点对减少边坡的整体变形能起良好作用,但单排井点不能有效防止坡趾附近的过大变形;1991年,夏明耀就地下连续墙深基坑工程的变形机理,包括基坑开挖阶段的地下墙墙体、基底以及地表的变形机理进行归纳总结,并提出减少环境影响的方法及措施;2000年,高文华,杨林德利用有限元理论建立基坑三维有限元模型,并利用所建立的计算模型对因基坑土体开挖而引起的围护墙体位移的空间效应以及由于土体流变性而导致基坑时间效应进行分析及研究;2002年,俞建霖,龚晓南利用空间有限单元法理论研究了支护结构变形、基坑底部土体隆起以及周围土体沉降随施工开挖进行而变化的空间分布情况,并提出支护及土体变形的主要影响因素;2005年,杨敏,周洪波,杨桦通过三维弹塑性有限元法建立有限元模型,利用模型模拟在无支撑情况下,基坑的施工开挖与临近桩基之间的相互影响及作用,分析并对比了临近桩基对基坑内土体在开挖期间所引起土体空间变形场的影响。
3. 研究的基本内容与计划
2016.2.1-2016.2.29:搜集资料,了解毕业论文内容与各项步骤,查看相关论文期刊,完成外文翻译和开题报告。
2016.3.1-2016.4.30:阅读文献,对坑角效应的研究现状进行概括和总结。学习并掌握所需的软件,并同已有经典文献中的离心机试验进行重新计算,验证数值模拟的可靠性。给出坑角效应系数的定义,采用数值计算方法研究悬臂式基坑围护结构坑角效应的影响范围。采用数值计算方法研究围护结构深度、刚度、基坑宽度、长度等因素对坑角效应的影响。对数值计算得到的结果进行总结。
2016.5.1-2016.5.30:对数值计算得到的结果进行总结,进行论文的检查,查漏补缺,提交毕业论文初稿。
4. 研究创新点
采用数值计算方法确定坑角效应的存在范围以及坑角效应的影响因素,并结合已有文献的方法和结论,提出新的科学实用并且适宜于工程实践的简化方法,为悬臂式基坑围护结构的设计提供参考。
