导　　师： 潘泓; 周陈发

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 作为一种复合水泥土墙围护结构,内插钢管重力式水泥土墙广泛运用于开挖深度为4~7m的软土基坑中。目前关于复合水泥土墙方面的研究多集中于型钢水泥土组合桩墙这类受弯体系,而对内插钢管重力式水泥土墙这类包含小刚度筋材的半刚性体系缺乏足够研究。针对上述问题,本文主要做了如下工作:(1)运用ABAQUS有限元软件建立水泥土墙围护体系的平面应变模型,研究了墙体宽度、墙体弹性模量、基坑深度及坑顶超载等因素对水泥土墙体应力分布的影响,探索了水泥土墙体的材料破坏模式。研究表明,当水泥土墙体宽度较小时,墙体存在受拉区,受拉区的形状近似“劣弧弓”,主要分布在墙体坑外侧边缘附近,受拉区的范围与墙体宽度、基坑深度、坑顶超载等因素密切相关;当墙体宽度较大时,墙体基本不会出现受拉区,此时没有必要在搅拌桩内设置钢管。(2)在前述平面应变模型的基础上,建立内插钢管重力式水泥土墙的三维有限元模型,研究了钢管对基坑水平位移及墙体应力分布的具体影响,并对影响钢管作用效果的几个因素进行分析。研究发现,在搅拌桩内设置钢管对控制基坑水平位移有一定效果,但效果并不明显;钢管的设置可大幅分担水泥土墙体横截面的拉力,本文算例按“隔一插一”形式布置的钢管,当基坑开挖结束时,钢管分担了墙体横截面约90%的拉力,分担效果十分显著,且这种分担效果与墙体的嵌固比和钢管中心距密切相关。(3)对钢管的应力进行分析,发现在内插钢管重力式水泥土墙围护体系中,钢管处于复杂的拉压应力状态,钢管的应力与其抗拉强度相比较低,本文算例按“隔一插一”形式布置的钢管其最大应力不足其抗拉强度的5%,钢管强度储备充足;在对内插钢管重力式水泥土墙围护体系进行设计时,应以水泥土墙的最大拉应力值为控制指标,确定�

关 键 词： 内插钢管重力式水泥土墙 有限元分析 墙体应力 分担比例

领　　域： []