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《浙江大学》 2004年
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环—梁分载计算理论及圆形工作井结构性状分析

宋金良  
【摘要】: 本文针对目前缺乏对圆形工作井结构性状认识的现状,从圆形工作井结构的结构形式特点及结构受力特点出发,将分载思想引入到圆形工作井结构的分析研究中来,建立了环—梁分载计算分析理论,并籍此对圆形工作井性状进行了较为系统的分析研究。 首先,本文提出用分载思想解决圆形工作井结构的计算分析问题,将圆形工作井结构看成是由一系列的假想的水平圆环和竖直梁组成的结构,考虑工作井形成过程及形成阶段与项进阶段的连续性,根据某一时刻相对于上一时刻外载增量由环与梁分担、环与梁在交叉处变位增量一致的条件将环计算理论与梁计算理论结合起来,据此建立了环—梁分载计算理论并研制了环—梁分载计算分析软件CBTLMP V1.0。 其次,在经过对环—梁分载计算理论及计算软件验证的基础上,对各向同性材料及正交各向异性材料(竖向加劲材料)圆形工作井性状进行了较为系统的分析。通过分析,得到了形成阶段及顶进阶段圆形工作井的变位、结构内力、分载及土压的分布规律及材料性质、顶冠梁及围檩、开挖深度、井壁插深、土层性质、后靠背、顶载作用位置等因素对结构受力性状的影响规律,特别是得到了工作井在受力时结构环向与竖向承载作用发挥程度的规律。 最后,对一个用SMW工法建造的圆形顶管工作井工程实例进行了分析,阐明了沿环向材料分区时的工作井的一些特殊特征。 本文最主要的研究成果或创新点是:建立了环—梁分载计算理论,为圆形工作井结构提供了一种新的计算分析方法;研制了环—梁分载计算分析软件;较为系统地获得了圆形工作井变位、内力、分载及土压的分布特征与分布规律。 本文对复杂受力状态下基坑维护结构及工作井结构的计算分析提供了一条途径,文中的一些结论对提高人们对圆形基坑围护结构与圆形工作井结构的受力性状的认识会有一定的帮助。
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