深基坑开挖模拟与支护设计(基于FLAC3D)本科毕业论文答辩.ppt

4-9 塑性区分布图 4.3.3 塑性区分布图 分析：从塑性区分布图，可以看出基坑左壁桩单元没有进行预应力锚索加固，塑性区分布范围很大，主要是桩单元后的主动土压力区和桩单元前部的被动土压力区，并且有向土体深部扩大的趋势；而基坑右壁相比左壁塑性区范围明显变小，主要集中在桩前的被动土压力区，说明桩锚支护体系起到了非常好的支护作用。 图4-10 基坑左右桩单元顶部节点水平位移监测对比图 4.3.4 变量监测 分析：图为对左壁桩单元顶节点6107（29，0，27）和右壁桩单元节点6215（71，0，27）的水平方向位移监测对比图，由图可以得出以下结论： （a）其中黑色位移曲线代表左壁顶部id号为6107的节点水平位移监测曲线，该节点存在x正方向的位移变形，当时步达到23000步以后趋于稳定，最大位移量达到了7mm； （b）红色位移曲线代表的是右壁顶部id号为6215的节点水平位移监测曲线，该节点则存在x负方向的位移变形，当计算到15000时步后基本趋于稳定，最大位移量为3.8cm （c）由于基坑左壁没有设置预应力锚索导致基坑左壁发生了较大水平位移失稳，而右壁设置了预应力锚索单元，和桩单元形成了联合的桩锚支护结构体系，有效的控制了基坑右壁的水平位移，支护效果非常理想。 图4-11 基坑放坡左坡顶和有坡顶的水平位移监测对比图 分析：图为基坑左侧顶部节点5511（23，0，30）和右侧肩部节点5599（77，0，30）x方向位移监测对比图。由图可以得出以下结论： （a）从对比位移监测图形中可以看到，基坑左侧放坡没有进行土钉加固，放坡土体的位移量非常大，最大可以达到25cm左右，基本已经塑性流变； （b）而在右侧放坡中进行了土钉加固，最大位移量控制在了10cm左右。 （c）图主要是为了检验放坡土钉加固的效果，在模型的建立中在左侧放坡没有进行土钉加固，而在右侧放坡中进行了土钉加固。通过水平位移监测对比图可以看到土钉加固的效果是非常明显的。 4.3.5 结构单元后处理 图4-12 桩单元轴力图 分析：图为桩单元轴力图，因为定义桩单元需要全局坐标系统和局部坐标系统，而局部坐标系统用来指定惯性矩和分布荷载，以及定义桩单元上力和力矩的。上图可以得出以下结论： （a）桩单元主要受到的荷载为主动土压力、被动土压力和预应力锚索施加的力，其中主动土压力应该等于被动土压力和预应力锚索施加的力之和，使桩单元达到力平衡，正是由于这三个力的作用使桩单元产生轴向压力。 （b）桩单元的轴向压力最大值近似在主动土压力作用点处，图中红色条带最宽的地方，其值为 图4-13 桩单元剪力图 分析：图为桩单元的剪力图，也是由局部坐标系定义的，黑色positive代表正值，红色negative代表负值。通过上图我们可以得出以下结论： （a）由第三章的计算可知，桩单元的最大弯矩处也就是剪力为零的特征点有两处，一处为6.705m处，一处为12.432m处（以桩单元顶部为坐标零点）。这个结论在模拟得到的剪力图中得到了证实，图中可见剪力为零的特征处有两个地方，位置大致和计算相同。 （b）剪力比较大的区段主要集中在基坑壁上半段和基坑地面左右一定范围，最大的剪力为 图4-14 桩单元弯矩图 分析：图为桩单元的弯矩图My，通过上图可以得出以下结论： （a）由于左壁没有进行预应力锚杆加固，没有锚杆施加的力，所以左壁桩单元的弯矩小于右壁桩单元的弯矩 （b）图中可以得出桩单元最大弯矩的特征点在基坑坑壁中下部，这和第三章计算的最大弯矩作用点在桩顶以下6.705m处相符合，和桩单元剪力图中剪应力为零的位置相适应，说明模拟是比较真实有效的，得出最大弯矩为 ? 图4-15 锚索轴力图 图4-16 土钉轴力图 第五章 结论与问题 区段 深度 选用的支护方案 A-OPQRSA 3.1m 放坡减载 坡高 3.1 喷射砼厚度6-8cm； 钢筋网规格：φ6.5@200×200； 锚杆长度：3.0~4.5m； 锚管规格：φ48×2.8 破率 1：1 支护形式 喷锚网 施工道路 7.5m 10m 双排深层搅拌桩防水帷幕 桩径（m） 5 桩间距（m） 4 桩长（m） 10 14m 钻孔灌注支护桩 桩径（m） 1 主筋26φ18HRB335； 保护层厚度：50mm； φ8@200螺旋箍筋； φ16@2000定位钢筋 桩间距（m） 1.2 桩长（m） 17 表5-1 A-OPQRSA段支护体系设计成果总表 监测项目 左侧监测节点号 最大位移量 右侧监测节点号 最大位移量 桩顶位移监测 6107 7cm 6215 3.8cm 基坑底部隆起监测 2254 20cm（偏大） 2314 18cm（偏大） 坡顶竖向位移监测 5511 25cm 5599 10cm 表5-2 基于FLAC3D监测信息统计表 表 5-3