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《同济大学》 2006年
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圆形地下连续墙壳体有限元数值模拟分析

柏国利  
【摘要】:本文根据圆形地连墙空间效应显著的特点,利用圆形基坑的对称性进行土体分层三维有限元数值模拟分析。对圆形地连墙的空间效应和墙体厚度以及不对称岩土性质条件下的结构敏感性进行了探讨。 模型将圆形地连墙和环形内衬当作线弹性材料,土体采用D-P准则。其中结构模型的土体和圆形地连墙墙体采用实体单元进行模拟,内衬作为壳体单元附在地连墙的内侧。模型计算结果表明,对称岩土和施工条件下圆形地连墙的“拱效应”显著,墙体侧向位移很小,在减少了墙体和内衬的厚度以后,甚至在不对称土压力作用下,其墙体的侧向位移绝对值都十分有限。可见圆形地下连续墙的“拱效应”能够很好的限制墙体的侧向变形。 位于不对称土层性质条件下的圆形地连墙,其墙顶位移对土体的不对称性较为敏感。墙顶局部的出现了较大侧向变形,圆形地连墙发生了明显的漂移,墙体产生了较大的不规则变形。在不对称土压力作用下嵌岩深度墙体应力集中加剧,嵌岩深度墙体的巨大弯矩将引起受拉区混凝土开裂,过大拉应力引起混凝土裂缝以及应力重分布以后,墙体受拉钢筋开始承受绝大部分拉应力。 圆形地下连续墙的侧向位移绝对值很小,对圆形地下连续墙的设计不起控制作用。嵌岩段墙体竖向应力虽有较大集中,但其竖向压应力仍远小于其他区段墙体的环向应力,这是圆形地连墙的区别于其他形式地连墙的一个显著的特点。对圆形地下连续墙设计安全的控制因素,很可能是圆形地连墙“拱效应”引起的巨大环向压应力,墙体环向压应力值可能超过地连墙混凝土的抗压强度,使得地连墙被压碎,形成脆性破坏。 最后,作者对圆形地连墙的设计计算方法阐述了自己的观点并提出了展望。
【学位授予单位】:同济大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU476

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【引证文献】
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【参考文献】
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6 齐航;壳体几何非线性有限元与三维弹性动力时域直接积分边界元法[D];清华大学;1999年
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