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基于有限元分析的深基坑支护结构设计优化研究

目录

一、内容概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1.1工程实例需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.1.2结构优化研究的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.2.1有限元方法应用进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

1.2.2基坑支护设计优化方法综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

1.3研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

1.3.1主要研究目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

1.3.2详细研究框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

1.4技术路线与研究方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

1.4.1总体技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

1.4.2采用的主要分析方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

二、深基坑工程地质与支护结构体系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

2.1场地工程地质条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

2.1.1地质勘察报告解读．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

2.1.2土层物理力学性质分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

2.2深基坑支护结构选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

2.2.1常用支护形式比较．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

2.2.2结构方案初步确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

2.3支护结构受力特性与设计原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

2.3.1结构受力机理探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

2.3.2设计遵循的基本规范．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

三、基于有限元的地基与结构模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

3.1有限元分析软件选择与介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

3.1.1软件选型依据．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

3.1.2软件主要功能特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

3.2计算模型几何与网格划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

3.2.1模型边界条件设定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

3.2.2单元类型与网格密度控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

3.3材料本构关系与参数选取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

3.3.1土体本构模型选取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59

3.3.2材料参数获取与标定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61

3.4约束条件与荷载施加．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

3.4.1支撑系统模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63

3.4.2地面荷载与环境作用模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64

四、有限元模型结果分析与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67

4.1结构变形模式分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68

4.1.1