坡面喷锚与坡脚加固支护软土深基坑数值模拟研究

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喷锚支护体系是一种常用的基坑支护方式,但是当开挖场地土质条件较差,且土层为承载力较低的软土时,采用喷锚支护体系支护基坑就会产生比较大的位移,且只能支护深度不大的基坑。考虑到喷锚支护体系具备成本低廉且施工技术十分成熟的优势,如果能将该技术应用于软土地质条件的深基坑时,将大大节约基坑工程的成本。因此,本文对喷锚支护体系进行改进,改为坡面喷锚与坡脚加固支护体系支护软土深基坑。并应用ABAQUS对坡面喷锚与坡脚加固支护体系进行数值分析,内容主要分为以下几个方面:1.结合实际工程对喷锚支护体系支护的基坑进行建立模型,主要考虑了软土地质条件、施加预应力的锚杆、混凝土喷锚层等因素,采用摩尔-库伦本构模型来模拟土层的非线性特征;采用降温产生收缩应力的方法模拟锚杆内的施加的预应力;采用混凝土塑性损伤模型模拟混凝土的非线性特征。全面的分析了随着基坑逐渐开挖,基坑水平位移、地表沉降位移、土层剪应力的变化特征,并综合分析了基坑的整体失稳特征。2.在大连地区一个典型软土地质条件下,应用ABAQUS软件模拟基坑坡脚加固截面面积、坡脚加固截面高宽比、基坑构造性放坡角度对基坑失稳破坏形式的影响,总结坡面喷锚与坡脚加固支护体系所有可能出现的破坏形式,主要包括坡面喷锚与坡脚加固体整体失稳、坡脚加固体局部失稳、喷锚支护体系局部失稳。3.在大连地区一个典型软土地质条件下,应用ABAQUS软件分析了坡面喷锚与坡脚加固支护体系支护软土深基坑变形随开挖深度变化的规律,并提出满足二级基坑变形条件下最小坡脚加固截面面积计算公式。然后在保证坡脚加固截面面积相同的情况下,探究了坡脚加固截面高宽比比值对软土深基坑变形的影响规律,并提出了合理的坡脚加固截面高宽比比值区间。最后,探究了基坑构造性放坡角度对软土深基坑变形的影响规律,并提出了合理的构造性放坡角度范围。
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