双排桩支护结构数值模拟

【摘要】双排桩支护结构作为一种新型的支护体系,具有抗侧移刚度高、支撑深度大、工作面宽、节约造价等多方面的优点,可以有效的简化施工流程,加快施工进度、方便土方开挖、提高工程效益,特别是在深基坑、高边坡工程中,双排桩支护结构的综合优势更加突出。双排桩支护结构本身的复合性和桩、土二元组合特征,决定了其受力与计算模式的复杂性,导致了一些方面实践先行,理论滞后。目前,无论从计算理论、结构设计,到工程实践方面,特别是对双排桩的受力机理、工作性状和适用条件,仍处于不断的探讨与完善中。本文是在有关研究成果的基础上,对双排桩支护结构进行了更加系统深入的研究。主要工作和研究成果如下：(1)研究了双排桩支护结构在大型通用有限元软件MARC上的实现。对计算模型的建立,包括几何模型、本构模型、边界条件等的选取进行了说明,确定了数值模拟时桩、土、接触分析等参数。(2)运用MARC有限元软件对双排桩支护结构计算模型进行数值模拟,得到有限元计算相关结果及云图。通过对数值模拟结果的分析得到土体位移变化特征,并对双排桩支护的稳定性进行了模拟评价,表明双排桩支护结构MARC数值模拟分析是可行的。(3)研究了土体参数变化对双排桩支护结构的影响。通过改变土体参数,得到不同参数条件下MARC数值模拟结果。在土体参数中,弹性模量与泊松比的变化对支护结构变形影响较大,而粘聚力和内摩擦角影响程度则相对较小。被动区的加固对控制双排桩水平位移的效果显著,且存在最佳加固尺寸。桩间土加固效果不明显,但能令桩身弯矩大幅减小。地面超载因素对基坑稳定性影响程度比较大。当开挖尺寸增加时,双排桩桩顶水平位移量也随之增大。(4)研究了桩体参数变化对双排桩支护结构的影响。不同桩体参数的变化条件下的MARC数值模拟结果表明,排距对双排桩支护结构的性能有显著影响。桩身刚度、连系梁刚度、桩径的增加均可以减小桩顶的水平位移,但一般减小的幅度较小,对控制桩土的变形作用十分有限。同时,连系梁和桩身刚度的增加还会令桩身内力增加。增加桩的嵌固深度可以减小桩的水平位移值,但增至一定值后,其增幅微小乃至基本不变,嵌固深度有一个相对最优值。(5)结合《基坑支护技术规程》(2012),对《支护规程》中双排桩支护结构计算模型的理论来源进行了分析,并在此基础上,对规范中双排桩计算模型采用的土压力计算方法、初始桩间土压力分配、边界条件等尚待完善之处进行了讨论。(6)通过对数值模拟成果进行分析对比,验证了本文采用的计算模型的可重复性、可行性和合理性。
【作者】王帅杰；
【导师】刘新龙；
【作者基本信息】西安工业大学，岩土工程，2014，硕士
【关键词】支护结构；双排桩；MARC；有限元；参数影响分析；

【参考文献】
[1]邹鹏,李一军,叶强.客户利润贡献度评价的数据挖掘方法[J].管理科学学报,2004,01:53-59.
[2]王岩.基于石墨烯底电极的酞菁铜微纳单晶场效应晶体管的研究[D].东北师范大学,2014.
[3]于剑,徐彬.面向客流分配的城市轨道交通服务网络建模方法研究[J].城市轨道交通研究,2014,09:92-95+104.
[4]李恒灿.虚拟仪器系统理论研究[D].武汉理工大学,机械电子工程,2004,硕士.
[5]李续,王思叶,丁昶,黄伟庆.涉密物品管控技术发展趋势研究[J].保密科学技术,2014,08:16-22.
[6]华丽.河南省构建知识产权战略联盟研究初探[J].创新科技.
[7]姬瑞.创业板上市公司成长性研究[D].上海大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[8]王新春,宋淑英.门户网站为中小企业提供决策支持系统方案的研究[J].济南职业学院学报,2005,06:41-43.
[9]王光慧.基于DELMIA的减速箱虚拟装配技术与算法研究[D].兰州理工大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[10]张晗.种子老化影响玉米、大麦、小麦种质遗传完整性变化的研究[D].中国农业科学院,作物遗传育种,2004,硕士.
[11]王振亚.WLAN优化系统的设计与实现[D].华中师范大学,电路与系统,2014,硕士.
[12]罗璀.网络暴力游戏对青少年玩家攻击性心理的长时效应研究[D].复旦大学,传播学,2012,硕士.
[13]郭正华.搞设计从写好设计说明书做起[J].铁路通信信号工程技术.2004(04)
[14]林达,王慧芳,何奔腾,杨涛,张雪松.基于波形相关性的带并联电抗器线路永久性故障判别方法[J].电力系统自动化,2013,16:80-84+102.
[15]郭志平.对忻州市退耕还林后续产业培育的思考[J].绿色中国.2005(08)
[16]王少卿.促性腺激素释放激素拮抗剂方案对IVF患者血清及卵泡液中IGF-Ⅱ，VEGF及雌孕激素水平的影响及临床意义[D].河北医科大学,妇产科学（专业学位）,2014,硕士.
[17]佘佳花.英语间接引语及其在初中英语中的教学的认知研究[D].湖南师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[18]白家贤,王世超.技术进步是建设现代化企业的必由之路[J].有色冶炼.1991(S1)
[19]朱海英.儿童自我概念与重要他人评价的相关研究[D].华南师范大学,发展与教育心理学,2002,硕士.
[20]万花.两类三圈图的拓扑指标[D].青海师范大学,基础数学,2012,硕士.
[21]孙霁.结构对光子晶体光纤受激布里渊散射慢光的影响及应用[D].兰州理工大学,物理电子学,2014,硕士.
[22]郭郁频.早熟禾种质资源抗旱性鉴定、坪用价值评价及遗传多样性分析[D].内蒙古农业大学,草畜种质资源学,2014,博士.
[23]何国伟,王文贤.从所需校正网络相频或幅频曲线计算传递函数的方法[J].自动化学报,1964,01:7-15.
[24]张新礼.龙口港集疏运体系评价及改善策略研究[D].大连海事大学,交通运输工程,2012,硕士.
[25]董瑞.基于微观基础的中国通货膨胀动态机制研究[D].吉林大学,数量经济学,2013,硕士.
[26]潘雪.分数相位超前迭代学习控制和重复控制的算法研究及应用[D].南京航空航天大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[27]李伯飞.混合式学习模式下的学生专业实践能力培养研究[D].山西师范大学,教育技术学,2013,硕士.
[28]卢强,蒋琦.几种软件开发方法在城市照明监控系统中的应用[J].软件工程师.2007(10)
[29]李向秀.BS公司员工培训效果评估方案设计[D].广东工业大学,工商管理,2012,硕士.
[30]李伟,毕天姝,杨奇逊.基于相关分析的同杆双回线突变量选相新方法[J].电力系统自动化,2011,08:58-62.
[31]万红玲.肉羊品种血液蛋白（酶）及微卫星DNA遗传多态性的研究[D].甘肃农业大学,动物遗传育种与繁殖,2003,硕士.
[32]方丹.龙滩地下洞室群监测资料反馈分析及监控预测研究[D].河海大学,2005.
[33]孙启梦.战略导向对国际新创企业绩效的影响机制研究[D].浙江大学,创业管理,2012,硕士.
[34]邢航.基于构造性覆盖算法的三支决策模型[D].安徽大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[35]徐勇.基于Android智能手机的动态心电监测系统设计[D].南京邮电大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[36]牛明改.水体富营养化藻类资源竞争与种群演替规律的初探[D].苏州大学,应用化学,2003,硕士.
[37]张海峰.几类非线性演化方程解析解的研究[D].太原理工大学,固体力学,2014,博士.
[38]李寒.事故状态下罐区防火堤安全性研究[D].华南理工大学,化工过程机械,2014,硕士.
[39]王平.论我国农村合作金融的制度变迁与方向[D].苏州大学,农业经济管理,2003,硕士.
[40]陈为亮.真空精炼锂的研究与氧化锂真空碳热还原初探[D].昆明理工大学,2000.
[41]郑彦芳,魏安池,代红丽,宋海东,赵凯艳.再生白土对大豆油脱色条件的响应面优化及对油脂砷含量的影响[J].河南工业大学学报(自然科学版),2014,05:51-55+79.
[42]柯瑞.信息技术对高中生数学思维影响的研究[D].华中师范大学,学科教学,2014,硕士.
[43]韩冬.高端嵌入式系统在气液两相流参数检测中的应用研究[D].浙江大学,检测技术与自动化装置,2004,硕士.
[44]卢斌.燃气退火炉温度智能控制系统研究与设计[D].天津理工大学,控制工程,2013,硕士.
[45]邱磊.基于Web的比价系统的研究与实现[D].复旦大学,计算机技术,2012,硕士.
[46]张帆.三维城市环境下语义信息可视化之注记配置研究[D].武汉理工大学,环境工程,2012,硕士.
[47]张娜.对《社会救助法》的初步构想[D].广西师范大学,法学理论,2013,硕士.
[48]刘伟.洞庭湖区耕地土壤养分评价与空间变异性研究[D].中南林业科技大学,水土保持与荒漠化防治,2013,硕士.
[49]李银英.基于业主方的政府保障房建设项目全过程管理研究[D].浙江工业大学,2012.
[50]陈立军,文孝强,王强,王恭,孙灵芳,刘广生,杨善让.火力发电机组锅炉结渣预测方法的新进展[J].东北电力学院学报,2005,04:8-13.