黄土地区深基坑支护结构分析及其设计软件开发.pdf

兰州理工大学
硕士学位论文
黄土地区深基坑支护结构分析及其设计软件开发
姓名:李忠
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:朱彦鹏
20050301
摘要计算准确、设计合理、通用性好的支护结构设计软件。根据西北黄土地区岩土基本特性,以及诸多实际工程的设计经验,适用于本地的支护结构类型主要有:悬臂桩支护结构、单支点桩加锚杆支护结构、土钉墙支护结构、预应力框架锚杆支护结构以及土钉墙加锚杆的复合支护。本文依据现行建筑基坑设计规程—,系统的将以上几种支护结构设计方法进行了概括、总结和完善,其中主要表现在以下几个方面:①、对于悬臂桩支护和单支点支护的设计方法进行了概括与适用性分析;②、对于土钉墙支护,在现行规程中给定设计方法的基础上,对其整体稳定性验算方法进行了改进,推导了最危险滑移面搜索模型,在程序中动态的确定了滑移面圆心所在区域,并实现了土钉墙各开挖阶段的整体稳定性验算;③、对于框架锚杆支护结构,在现有基础上对其计算方法进行了改进和完善,给出了矩阵位移法计算框架立柱的模型及方法,并根据土钉墙整体稳定性分析方法给出了适用于框架锚杆支护设计的整体稳定性分析方法。在以上对黄土地区深基坑支护结构设计进行综合、改进的基础上,采用面向对象地的深基坑支护结构的计算机辅助设计软件。该软件的开发主要进行了功能需求分析、总体结构设计、模块设计、人机交互及界面设计和代码编写等,并在框架结构计算时,采用隡庵涞慕釉患际酢=ê釳在结构计算中应用,极大的提高了软件开发的效率。最后,结合具体工程实例,对该软件进行了测试,并应用在多个实际工程的设计计算中,从而进一步验证了该软件计算的准确性、可操作性和实用性,同时也编制了该软件使用手册,以便于将该软件在实深基坑支护悬臂桩单支点桩土钉墙框架锚杆挡墙稳定性本文针对当前深基坑支护结构设计中存在的计算复杂、计算速度慢,以及基坑工程设计存在地区性差异等问题,结合近年来关于深基坑支护的理论、实验及工程应用的研究成果,以加快黄土地区深基坑支护技术实用化研究为目的,将适合于黄土地区的支护结构的设计及分析方法进行综合、改进和完善,开发界面友好、可操作性强、的编程语言,抽象了深基坑支护设计与分析类,利用嗫夥奖愕亟⒘面向对象的窗口图形化界面的基坑支护结构设计与分析的程序体系,开发了适用于本际工程设计中推广应用。关键词:滑移面软件开发兰州理工大学坝貉宦垡
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第一章绪论课题的来源、意义、目的实验及工程应用研究的基础上【竣琛】卯,将适用于黄土地区深基坑支护结程技术有着明显的“地区性”这一特点,这些软件的通用性不强,不能适用于各个地甘肃省科技厅攻关项目:黄土地区深基坑支护方案的实验分析研究。国家十五重点西部交通建设科研项目,“线甘肃段滑坡、泥石流灾害防治研究”子课题四:滑坡、泥石流防治工程中的合理结构型式和构造研究。随着国家西部大开发战略的实施,基础设旆建设蓬勃兴起,城市中的高层建筑也建筑较密集、人口较稠密的地区,由于受到场地的局限性,在基坑以外没有足够的空深基坑工程建设带来了许多新的工程技术问题。基坑工程随着地区岩土性质不同而有很大差异,所以基坑工程技术有着“先实践,后理论”和“地区性”特点【引。我国各地区的基坑工程技术正在不断地发展和完善。在西北黄土地区,尽管近年来对深基坑支护技术的研究已取得很大的进展,但相对国内发达地区相对滞后,而且随着建设速度的加快,也会出现许多新的问题需要解决。深基坑支护工程是一项风险性工程,在许多城市,深基坑工程事故频频出现,有的甚至造成严重的人员伤亡和经济损失。深基坑设计、计算较为复杂。在许多情况下工程事故是由于设计不当引起的J止ぜ扑闶保捎酶髦址椒ń屑蚧扑悖由此引起较大的误差。为解决此问题,国内外进行了大量的研究,计多的新的理论及技术被推广应用】】【俊浚喙厣杓迫砑难芯坑肟7⒁灿泻芏嘀郑捎诨庸本课题的研究结合黄土地区的地质特点,在近年来对该地区基坑支护结构理论、构类型进行了系统的综合,进一步完善了结构设计的方法,并对于土钉墙支护、框架预应力锚杆支护整体稳定性验算进行了研究,最后根据国家基坑支护技术规程7了黄土地区深基坑支护结构设计软件。从实用化的角度来讲,该研究大大提高了支护结构设计的速度及准确性,有利于黄土地区深基坑支护技术的推广应用,有利于推进黄土地区深基坑支护的技术水平,可以有效的避免由于设计计算不当而引起的工程事问题,同时也避免了由计算不准确和选型不合理而造成的经济浪费;从技术研究的角度来讲,该研究将计算机软件技术应用到黄土地区深基坑支护中,为今后支挡结构的研究创建了平台,即就是为本研究方向的继续研究提供了有利的工具。因此说本课题的研究不仅解决了当前