淘豆网
下载此文档放大查看缩小查看   1/28
0/100
您的浏览器不支持进度条
更多>>该用户其他文档
下载所得到的文件列表
上海软土地区大型地下结构分析实践.pdf
文档介绍:
上海软土地区大型地下结构分析实践王建华上海交通大学 2005.8.30 ?上海软土的主要特性?上海位于长江三角洲入海口的东南前缘,是国际著名的地处软土地基上的特大型城市之一,属滨海平原地貌类型, 自然地面标高3.6~4.0m。?土层分布上海地区地基土为深厚的第四纪沉积物,厚度在 200 ~ 300m 之间,沉积时间约 200 ~ 300 万年。上海市区在深度 120m 范围内的地基土层,按其沉积年代、成因、物质组成特性可分为 12 层。?主要物理力学指标?地下水潜水水位受降雨、潮汛、地表水的影响有变化, 年平均埋深 0.3~1.5m 。微承压水、承压水的水头年呈周期性变化,水头埋深 3.0~11.0m 。?上海软土特征总结: 土体颗粒细、孔隙比大和高压缩性,因地下水位高而饱和含水,其抗剪强度低,灵敏度( 触变性) 高而渗透系数小,透水性较低,有明显的流变特性;各类土层互层,使上海饱水软土成为国内外较为知名的软弱和困难土层。?上海软土地区地下结构一般涉及到的土层在深基坑通常所在的位置即约 20m 深的范围内, 一般广泛地分布有粘土、粉质粘土、淤泥质粘土和亚粘土、砂质粉土、粉细砂夹中粗粒砂等。粘性土对工程的不利之处是易于发生大的塑性流动和大的固结沉降;而砂性土的不利处则在于易发生流砂和管涌,导致较大的土体流失和翻砂涌水。数值分析方法考虑围护结构、水平支撑和竖向支撑构件共同作用的三维计算方法(不考虑土的作用) 考虑土体与支护结构共同作用分析方法?大型地下结构分析方法?考虑围护结构、水平支撑构件和竖向支撑构件共同作用的三维计算方法原理?挡土墙-三维板单元?支撑-三维梁、板单元?坑内土体-弹簧单元?坑外土体-侧压力水土压力水土压力内支撑弹簧单元开挖面?计算模型?计算过程 q h 0 D 0 z K H K V 土压力水压力工况 1 工况 2 ……至开挖结束 q z K H K V 土压力水压力 h1 D1 ?计算时不同工况之间需改变的内容?根据实际工况确定土弹簧单元与支护结构单元的生死状态?改变坑内土弹簧单元的刚度系数(与该弹簧距离开挖面的距离有关) ?基坑内部降水造成基坑内外水位变化,需改变水压力分布?优点: 能反映支护结构在各个工况下的空间受力特性; 计算方法符合规范,计算结果更合理;易于为工程设计人员所接受?不足之处: 不能反映基坑开挖对周边环境的影响?该计算方法的特点?土-支护结构-主体地下结构共同作用分析方法共同作用分析方法平面有限元分析方法全三维有限元分析方法?平面分析方法将基坑简化为平面问题;土体采用弹塑性本构模型,用二维连续介质单元模拟;结构采用梁单元;考虑墙体与土体之间的接触问题;施加初始地应力;考虑地下水的所用等,按照实际的施工工况计算基坑在整个开挖过程中的变形的内力情况。?全三维有限元分析方法土体用三维连续介质有限元,结构采用三维梁、板单元,施加初始地应力,按照实际开挖工况进行计算。能较全面地反映基坑开挖的三维效应。?大型地下结构计算举例之一?上海南站北广场基坑工程?上海南站北广场主体结构设置两层地下室,基础采用桩筏基础, 采用钻孔灌注桩。?基坑面积约 40000m 2 ,基坑开挖深度 12.5m 。?采用支护结构与主体地下结构全面相结合的方式。?支护结构的一个显著特点是采用结构大开口作为出土口,且顶板靠近主站屋部分为斜板。?工程简介上海南站基坑围护平面图基坑围护剖面(主站屋侧) 基坑围护剖面(普遍侧) 施工现场?分析重点与难点?分析重点分析整个地下结构在各个工况下的内力和变形情况?分析难点?计算模型非常复杂?考虑分层开挖和支撑,计算过程复杂?计算规模庞大?采用平面分析方法?基本模型简化为平面应变问题?平面模型的尺寸为218.3×120m m ?采用高精度的15节点三角形单元?总的单元数目为2992个?水平边界约束水平向位移,底面约束竖向位移?用接触面元模拟桩、连续墙与土的接触问题?土体采用莫尔-库仑屈服准则,结构为弹性材料?按实际施工工况进行分析?计算模型?计算参数 0.75 35 30 0.3 1.8e5 1e-5 2e-5 18 17 4 13 %水泥土 0.75 35 25 0.3 1.2e5 2e-4 3e-4 18 17 8 8 %水泥土 0.7 35 30 0.3 8e5 0.4 0.8 19.1 15.2 79.3 7-12 0.7 30.7 3.3 0.3 1.01e5 0.26 0.413 19.3 14.8 10.4 7-11 0.7 18.2 44.7 0.35 6.52e4 5.48e-3 1.22e-2 24.3 18 3.8 5-4 0.65 31 3 0.36 4.3e4 0.2 0.4 18.5 14 6.6 5-2 0.65 15.3 13 0.35 4.3e4 2.6e-3 5.3e-3 17.9 12.8 4.0 5-1 0.65 11.4 10.9 0.3 4.2e4 1.2e-3 2.15e-3 17 12.2 9.4 4 0.6 15.1 13 0.3 5.2e4 1e-2 1.6e-2 17.8 12.5 3.4 3 0.6 13.9 10.8 0.37 1.8e4 8e-4 1e-3 19.1 13.1 3.1 1 , 2-1 、 2-2 接触面系数Φ c 泊松比弹性模量 K K 湿重干重厚度土层?分析过程? STEP01:开挖主体部分的土体? STEP02:施工主体部分的桩和底板? STEP1:基坑部分开挖至工作面-3.75m ? STEP2:施工桩、连续墙和搅拌水泥土? STEP3:开挖至-8.7m ? STEP4:施工顶层结构梁板? STEP5:开挖至-13m ? STEP6:施工地下一层结构梁板? STEP7:中部开挖至-14.7m ? STEP8:浇筑中部底板? STEP9:开挖周边留土? STEP10:浇筑周边底板? STEP11:顶部回填土? STEP12:考虑地下水的作用位移情况结构弯矩 连续墙变形情况?计算结果?采用考虑围护结构、水平支撑构件和竖向支撑构件共同作用的三维计算方法?总单元数 138381 个,总节点数 126783 个?主动土压力按朗肯主动土压力计算,采用水土分算?墙底约束竖向位移;工程桩桩底位移全约束?土层分三次开挖,开挖深度分别为 5.3m 、 10.8m 、 12.5m ?计算参数 4000 30.7 3.3 19.3 10.4 ⑦ 1-1 3000 16.7 17.2 24.3 3.8 ⑤ 4 3000 31 3 18.5 6.6 ⑤ 2 3000 15.3 13 17.9 4.0 ⑤ 1 1500 11.4 10.9 17 9.4 ④ 1500 15.1 13 17.8 3.4 ③ 3000 16 23 19 2 ② 1500 22 0 19.1 1.8 ①(kN/m 4 ) ( ° ) (kPa) 重度(kN/m 3 ) 层厚(m) 土层整体三维有限元模型大开口局部有限元模型 3330 围檩最大轴力(kN/m) 3270 主、次梁最大轴力(kN/ 内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.
更多>>相关文档
文档信息
最近更新
文档标签