水泥土攪拌樁基坑支護結(jié)構(gòu)性能的有限元分析.pdf

1、水泥土攪拌樁支護結(jié)構(gòu)是在軟土地區(qū)用的較多的一種支護形式，它具有不透水等諸多優(yōu)越性，且使用的材料僅水泥而已，因此有著較好的經(jīng)濟效益，近幾年得到廣泛的應用。主要的計算方法有經(jīng)典方法、土抗力法以及有限元法，其中三維有限元法能從整體上分析支護結(jié)構(gòu)及周圍土體的應力與位移性狀。本文總結(jié)了前人的研究成果，建立了三維有限元模型，并結(jié)合水泥土攪拌樁的受力特性對攪拌樁支護結(jié)構(gòu)的性能做了較為全面的有限元分析，研究了軟土夾層對支護結(jié)構(gòu)性能的影響，主要內(nèi)容如下：

2、
　　 （1）本文中的土體是采用巖土工程常用的理想彈塑性本構(gòu)模型—Drucker-Prager模型。它建立在考慮靜水壓力的廣義Mises屈服準則的基礎上，D-P模型中使用的土的膨脹角這一參數(shù)能很好的反映土體的剪脹性。本文采用增量迭代法進行計算，迭代采用的是切線變剛度迭代法。利用ANSYS大型計算軟件來完成本文的非線性有限元計算，考慮初始應力場，開挖卸載的過程采用生死單元的方法來進行模擬。
　　 （2）由水泥土攪拌樁的成樁

3、原理及其性質(zhì)可知，支護結(jié)構(gòu)的強度雖較原土有一定的提高，但還是比較接近原土，故在本文的有限元計算中攪拌樁支護結(jié)構(gòu)的本構(gòu)模型也采用Drucker-Prager模型。水泥土攪拌樁與土體的分界不明顯，且兩者的模量等參數(shù)差別不大，故不考慮接觸面單元的問題，將支護結(jié)構(gòu)和土體看成一個整體，將作用在支護結(jié)構(gòu)上的土壓力視為這一整體的內(nèi)力。
　　 （3）根據(jù)泉州某工程實例，建立三維有限元模型，按照工程實際將土分層建模，計算模型利用基坑的對稱性，取一

4、半進行計算分析。將ANSYS軟件計算得到的位移結(jié)果與實測的結(jié)果進行比較，驗證了本文所建立的計算模型的合理性。
　　 （4）利用以上建立的三維有限元模型對水泥土攪拌樁位移、豎向應力、剪應力等支護結(jié)構(gòu)的重要指標進行了分析。包括了基本性狀的分析以及地面堆載大小、堆載作用位置、支護結(jié)構(gòu)寬度、基坑寬度、基坑深度、開挖速率等支護參數(shù)的影響分析，得到一系列可供實際設計施工參考的結(jié)論。
　　 （5）軟土夾層對攪拌樁支護結(jié)構(gòu)的性能有著顯著