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本论文详细介绍了目前深基坑支护工程的理论研究现状,针对钢板桩深水围堰的基坑计算提出了结构一土弹簧网的计算模型,并提出了适合该计算模型的计算方法,编制了计算程序。
该计算模型将土体和支护结构受力体系作为有限的实体,把支护结构划分为梁单元,支护结构两侧的土体均抽象为连续分布的弹簧网格,内支撑简化为弹性支点。这种处理方法相对于以前的土-结构共同变形法,很好的考虑了土一结构共同变形中土体之间发生剪切变形时的相互作用,并且考虑了桩底以下的土层在支护结构设计计算中所起到的作用。
在确定新的计算模型后,为了考虑深水围堰工程中基坑内外水位差产生的渗流效应,采用水土分算法计算支护结构上的水土压力。其中土压力计算采用土-结构共同变形法中土压力计算方法,水压力计算采用考虑渗流作用影响下新的水压力计算方法。为了考虑先开挖变形后支撑的基坑支护结构所特有的施工受力过程,采用增量法模拟计算复杂施工过程中土-结构共同变形产生的变形和位移。
利用Fortran语言编制计算程序数值模拟计算该类基坑工程。引用广州市桥沥大桥桥墩钢板桩围堰设计资料,进一步分析研究多层弹簧体系、开挖土层卸载作用、回填石粉作用对计算结果的影响,为深水围堰基坑工程的设计计算作参考。