翻车机房圆形基坑支护结构受力特性分析
弧形边界基坑角撑的受力性状分析的开题报告
弧形边界基坑角撑的受力性状分析的开题报告一、研究背景基坑是建筑施工中的重要工程之一，基坑支撑体系的设计能否合理、稳固，直接影响到施工过程的安全、快速和经济性。
其中弧形边界基坑角撑具有结构简单、施工便利、抗弯承载能力好等优点，被广泛应用于城市地下工程中。
然而，近年来由于城市地下空间利用的加剧，弧形边界基坑角撑的复杂性和受力性状给施工环节和安全管理带来了更大的挑战。
因此，对于弧形边界基坑角撑的受力性状进行深入研究，具有很强的现实意义和科学价值。
二、研究目的本文旨在通过对弧形边界基坑角撑的受力性状分析，揭示其力学特性及对施工过程的影响，为基坑支撑体系的设计和安全管理提供理论基础。
三、研究内容1. 弧形边界基坑角撑的结构设计及其受力机理；2. 受力分析方法的选择和理论模型的建立；3. 数值模拟分析与实验研究简介；4. 结果分析和验证。
四、研究方法1. 文献综述法：通过查阅国内外文献，了解弧形边界基坑角撑在受力分析方面的研究现状和发展趋势；2. 理论分析法：通过理论分析，深入了解弧形边界基坑角撑的受力特性；3. 数值模拟法：利用有限元软件建立简化模型，分析弧形边界基坑角撑在不同荷载条件下的受力性状；4. 实验验证法：通过现场调查和模型试验，验证数值模拟结果的准确性。
五、预期结果1. 揭示弧形边界基坑角撑的受力特性及其影响因素；2. 分析不同荷载条件下，弧形边界基坑角撑的变形行为、受力分布及破坏机理；3. 提出弧形边界基坑角撑设计和施工要点，为基坑支撑体系的设计和安全管理提供理论依据和参考。
六、可行性分析本课题选取的弧形边界基坑角撑是市政道路改扩建工程的典型结构，采用的研究方法和技术手段都具有一定的可操作性和可行性。
同时，本研究所得的结论和建议对于实际施工具有很大的指导意义，其应用前景广阔。
七、研究时间表本研究计划时间为1年，具体时间安排如下所示：第一阶段：文献综述与理论研究（3个月）；第二阶段：数值模拟与实验研究（6个月）；第三阶段：结果分析、总结和论文撰写（3个月）。
倾斜岩面深大圆形锚碇基坑支护结构受力与变形特性研究
第 ４期 徐建，等：倾斜岩面深大圆形锚碇基坑支护结构受力与变形特性研究
收稿日期：２０１７－１０－０９ 修回日期：２０１８－０３－２９ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１５７９１１９） 作者简介：徐建（１９８７—），男，硕士研究生，研究方向为岩土工程、地下工程领域．Ｅｍａｉｌ：７５５６７２５３７＠ｑｑ．ｃｏｍ 通信作者ａｉｌ：ｚａｚｊｋｄ＠ｑｑ．ｃｏｍ 引文格式：徐建，周爱兆，姜朋明．倾斜岩面深大圆形锚碇基坑支护结构受力与变形特性研究［Ｊ］．江苏科技大学学报（自然科学版），２０１９，
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｅｅｐａｎｄ ｌａｒｇｅｃｉｒｃｕｌａｒａｎｃｈｏｒｐｉｔｗｉｔｈｉｎｃｌｉｎｅｄｒｏｃｋｓｕｒｆａｃｅ
ＸＵＪｉａｎ，ＺＨＯＵＡｉｚｈａｏ ，ＪＩＡＮＧＰｅｎｇｍｉｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２００３，Ｃｈｉｎａ）
第 ３３卷第 ４期 ２０１９年 ８月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕ
Ｕｎｉ江ｖｅｒ苏ｓｉｔｙ科ｏ技ｆＳ大ｃｉｅ学ｎｃｅ学ａ报ｎｄ（自Ｔｅｃ然ｈｎ科ｏｌｏ学ｇｙ版（Ｎ）ａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） ＶｏＡｌｕ３ｇ．３２０Ｎ１ｏ９４
ＤＯＩ：１０．１１９１７／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０１９．０４．０１８
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｄｅｅｐａｎｄｌａｒｇｅｃｉｒｃｕｌａｒａｎｃｈｏｒｐｉｔｏｆａｂｒｉｄｇｅｉｎＺｈｅｎｊｉａｎｇｉｓｒａｒｅａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏｔｈｅｔｒｅｎｄｏｆｉｎｃｌｉｎｅｄｒｏｃｋｓｕｒｆａｃｅ，Ｉｔｉｓｔｈｅｆｉｒｓｔｔｉｍｅｔｈａｔｔｅｒｒａｃｅｄｄｉａｐｈｒａｇｍ ｗａｌｌｓａｒｅａｄｏｐｔｅｄａｎｄｔｈｅｂｅｄ ｒｏｃｋｅｘｃａｖａｔｉｏｎｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｆｉｖｅｌａｙｅｒｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ３Ｄｆｉｎｉｔｅａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｓｔｒｅｓｓ ａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｒｅｔａｉｎｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｕｒｉｎｇｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｖａｌｉｄａｔｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆ ｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄａｔａｉｎｓｉｔｕ．Ｔｈｅｖａｌｉｄａｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅａｒｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔｐｌａｙｓａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｒｏｌｅｉｎｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｓｔｒｅｓｓａｎｄｒａｄｉａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｄｉａｐｈｒａｇｍ ｗａｌｌｓ，ａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｓｅｎｓｉｂｉｌｉｔｙｔｏｔｈｅａｓｙｍｍｅｔｒｙ ｌｏａｄ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｆｉｘｅｄｅｆｆｅｃｔｏｆｔｅｒｒａｃｅｄｒｏｃｋｓｕｒｆａｃｅａｎｄｄｉａｐｈｒａｇｍ ｗａｌｌｓｉｓｓｏｒｅｍａｒｋａｂｌｅｔｈａｔｔｈｅｉｎｆｌｅｃ ｔｉｏｎｐｏｉｎｔｏｆｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｈａｓａｎｏｂｖｉｏｕｓｕｐｗａｒｄｍｏｖｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｓｔｒｅｓｓｏｆｔｈｅｒｅｔａｉｎｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｖｅｒｙ ｓｍａｌｌａｎｄｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｄｏｍｉｎａｔｅｓ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｉｎｃｌｉｎｅｄｒｏｃｋ，ｔｈｅｒａｄｉａｌｄｉｓ ｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｔｒｅｓｓｏｆｄｉａｐｈｒａｇｍ ｗａｌｌａｎｄｌｉｎｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｇｒａｄｕａｌｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍ ｕｐｓｔｒｅａｍ ｓｉｄｅｔｏｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｓｉｄｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｄａｔａｉｎｓｉｔｕ．Ｔｈｅｒｅ ｆｏｒｅ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍ ｔｈｉｓｄｅｅｐａｎｄｌａｒｇｅｃｉｒｃｕｌａｒａｎｃｈｏｒｐｉｔｗｉｌｌ ｇｕｉｄｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｓｉｍｉｌａｒｐｒｏｊｅｃｔｓｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｃｌｉｎｅｄｒｏｃｋｓｕｒｆａｃｅ，ａｎｃｈｏｒｐｉｔ，ｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇ，ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ
渗透力作用下基坑环形支撑体系空间受力分析
在某些空间受限的条件下可以发挥其独特的优势。本文通过考虑渗流效应的影响，建立三维有限元模型 ， 分析基坑环形支撑体 系的内力、变形 ，系统分析 了基坑环梁支撑体 系在考虑渗流效应下的受力变形特 点，
第 ３ 卷 ２１ 第 ５ ９ ０ １年 期
广 州 建筑 Ｇ ＡＮ Ｚ Ｕ Ａ Ｃ ＩＥ Ｔ Ｒ Ｕ Ｇ ＨＯ Ｒ Ｈ Ｔ Ｃ Ｕ Ｅ
渗 透 力 作 用 下
基 坑 环 形 支 撑 体 系 空 间 受 力 分 析
张化俏 ［ 姜 海青 ［ 杨泉 【 １ １ ２ ］ １ 】
（． １南昌工 学院 ，建筑工程 学院，南昌 ３ ００ ） ３ １８ （ ． 东省航 盛建设 集 团有限公 司 ，广州 ５ １４） ２广 １ ４２
构 的平 面形 式 也 由单 圆环 发 展 到 双 圆环 、多 环 相
交 等形 式 ［ ２ １
体 系在地 下水渗 透效 应下 的空 间受 力及变 形分 析 。
２渗 流 一 力 耦 合 分 析 应
基 坑 开 挖 过程 中 ，坑 内地 下 水 位 下降 ，造 成
坑 内外 较 大 的 水 头 差 ，当水 头 差 达 到 一 定 值 时 ，
过 程 中地 下 水 渗 流效 应 较 大 、环 梁 支护 结 构 各 部 分 之 间的空 间效 应 明显 的情况 ［ ３ ］ 渗 流一 ．从 应力 耦 合 分 析人 手 ．建 立 三维 模 型 。研究 基 坑 环 形 支 撑
好 的 应用 【。并 向大 直 径 环形 支 撑 发 展 ．支 护 结 ｕ
目前 关 于 基坑 环 形 支 撑 体 系 的研 究 ．主 要 以
圆形内支撑梁在基坑支护体系中的应用
用排桩加 圆形内支撑的支护方式 ，内支撑设置成一个半径 ２ ｍ ７ 的圆形钢筋混凝土 内支撑梁外加若干支撑 梁的支撑 系统 ，支撑 梁的轴线均交汇于圆形内支撑梁的几何圆心。这样 ， 充分利用圆 形的几何 受力特性和钢筋混凝土的受力特 性 ，减少 圆形 内支撑 梁受弯， 达到其混凝土 处处受压 的理 想效果。圆形内支撑梁截面 几 何 尺 寸 设 定 为 １ ０ ０ ｍｍ ， 支 撑 梁 几 何 尺 寸 设 定 为 ４ ０Ｘ７ ０ ７ ０ ０ ｍｍ 后经与围护桩协 同计算， ０ ７ ０ Ｘ ， 圆形内支撑梁计算结果 为 ： 大弯矩 Ｍ１２ ８ ．ｋ ／ 最大剪力 Ｔ＝ １ ０２ Ｎ， 最 ＝ １ １７ Ｎ ｍ， ２ １ ９ ．ｋ 最大轴 力 Ｎ ＝一 ０ ６ Ｎ 压力 ）均未出现拉力。 ８０ｋ （ ， 圆形 内支撑梁平面内纵 向主筋和箍筋均 为构造配 筋 ，围护桩桩 顶计算最大变形 ｏ ＝ ４ ．７ ２２ ｍｍ， 到 较 为理 想 的效 果 ， 图 １ 达 见 。
高、 重发展 ， 深、 须进行深基坑支护的工程随之与 日俱增 ， 深基坑
支 护设 计 、 工 中 的技 术 要 求 越 来越 严 格 ， 不仅 要 保 证支 护结 施 它 构体 系的 安全 ， 制岩 土 体 的 变形 ， 求 支 护 结 构 必须 保 道路、 建筑 、 管线等 ） 的安全。
２５—４５ ．
８ ２—１ ． ２８
含 泥砾 砂
２ ００
０
２． ７０’
０７—３４
残 积 土 强风化
１ ． ９８ ２１０
３ ． ４０ ３ ００＊
２ ． ７０ ３ ５０
３ ． ５０
２ ． ９０
０６—７０ ０５—１ ０１
论主要基于挡土墙 设计理论 ， 对于支点结构主要按 等值 梁法计 算支点及结构 内力 ， 土压力计算理论主要郎肯理论 。由于基坑 支 护 结 构 体 系 与 一 般 挡 土 墙 受 力 机 理 不 同 ， 经 典 法 （ 限平 按 极 衡法 或等值梁 法 ）计算结果 与支护结构内力施测结果相 比 ， 一
基坑支护特点与结构形式及逆作法工艺
基坑支护的特点与结构形式及逆作法工艺*基坑支护：为了保证地下结构施工及周边环境安全，对基坑侧壁及周边环境采取的支挡、加固与保护措施。
*基坑周边环境：在基坑开挖影响范围内，包括既有建筑物、道路、地下设施、地下管线、岩土体及地下水体等环境因素。
*基坑工程特点：1、为了让充分利用地下空间，基坑开挖越来越深。
2、工程地质条件复杂和施工作业环境较差。
3、基坑施工公共期较长，天气条件和地质条件影响较大。
4、基坑支护方法较多，技术含量和工艺标准要求较高。
5、基坑工程发生塌方、滑坡等危险因素较多。
*基坑支护结构形式：1、放坡开挖（坡率法）2、土钉墙：采用土钉墙加固的基坑侧壁土体与护面组成的支护结构。
土钉:设置在钻孔内，端部伸入固定土层中，由钢筋或钢绞线与孔内注浆体组成的受拉构件。
3、地下连续墙：用机械施工方法在地下成槽，浇筑钢筋混凝土形成的地下墙体。
4、桩墙式支护结构（排桩）：以某种桩型按队列式布置，组成的基坑支护结构。
（挖孔灌注桩、水泥土搅拌桩、高压旋喷水泥桩、型钢水泥土混合桩、钢板桩等）5、联合支护结构：由上述几种支护结构组合而成的支护体系。
截水帷幕：用于阻截或减少基坑侧壁及基坑底部的地下水流入基坑而采用的连续止水体。
一、放坡基坑放坡：三类土1.5米起放坡，四类土2米起放坡。
临时性基坑边坡经雨季应防止对周边环境影响，放坡顶应设排水沟。
二、土钉墙1、土钉墙施工顺序是由上而下，分层开挖、分层加固，交替施工。
一般采用先锚后喷工艺：（1）边坡开挖（2）人工修整边坡（3）定位放线（4）成孔（5）土钉主筋制作及安放（6）搅浆及注浆（7）挂网（8）喷射砼详解：（1）边坡开挖按照设计的分层开挖深度和坡度开挖，分层开挖深度应在每道土钉孔口标高下0.5m处，不得超挖，开挖过程中，挖掘机不得碰撞土钉墙面板。
在上层作业面的土钉及喷混凝土面层未达到设计强度的70％以前，不得进行下一层土方的开挖。
（2）人工修整边坡应根据土质的不同情况，边坡预留50～100㎜厚的土体，由修坡人员用铲修整坡面，为确保喷射砼面层的平整，挂小线测量边坡坡度，以保证坡脚不侵结构。
圆形基坑挡墙受力变形的理论计算及其稳定性分析
圆形基坑挡墙受力变形的理论计算及其稳定性分析圆形基坑挡墙受力变形的理论计算及其稳定性分析1. 引言圆形基坑挡墙是土木工程中常见的结构体，用于支撑挡土的作用。
基坑挡墙承受着挡土压力和水压力等作用力，长期使用后，其受力变形稳定性的计算与分析十分重要。
本文将介绍圆形基坑挡墙受力变形的理论计算方法，并进行稳定性分析。
2. 圆形基坑挡墙的受力分析圆形基坑挡墙受力主要包括四个方面：挡土力、水压力、地震力和温度变形力。
2.1 挡土力挡土力是指挡墙所承受的土方的水平和垂直压力。
根据土壤力学原理，挡土力可分为主动土压力和被动土压力。
主动土压力由墙后土壤对挡墙施加的压力产生，被动土压力则由挡墙对墙前土壤所施加的压力产生。
挡土力的计算可采用库培尔公式或莫尔-库什库拉公式，并进行稳定性分析。
2.2 水压力挡墙常用于处理如污水、雨水等液体的挡水工程。
水压力对挡墙的作用是垂直于挡墙方向的力。
水压力的计算可基于海伦公式进行，考虑水的密度、流速和水位差等因素。
2.3 地震力地震力对挡墙的作用是水平方向的力。
由于地震的瞬时性和不稳定性，地震力的计算需进行一系列的参数分析，包括地震分区、震级、水平位移等因素。
2.4 温度变形力温度变形力是由于基坑挡墙主体材料在温度变化过程中产生的体积膨胀或收缩引起的。
温度变形力的计算需考虑材料的线膨胀系数和温度变化范围等因素。
3. 圆形基坑挡墙变形的理论计算基于以上受力分析，圆形基坑挡墙的变形可通过应力应变关系进行理论计算。
根据弹性理论和材料力学，可建立挡墙受力模型，并应用应力应变关系计算挡墙的变形。
4. 圆形基坑挡墙稳定性分析圆形基坑挡墙的稳定性分析旨在评估挡墙在外部力的作用下是否能维持结构的稳定。
稳定性分析涉及到挡墙的抗倾覆稳定和抗滑稳定两个方面。
4.1 抗倾覆稳定性分析抗倾覆稳定性分析主要考虑挡墙在挡土力和水压力作用下的稳定性。
通过计算抵抗倾覆的力矩与引起倾覆的力矩的比值，可以判断挡墙在倾覆方面的稳定性。
渗透力作用下基坑环形支护体系的空间受力分析
其 中 Ⅱ为 土体 给水 度 ； 为 自由 面上 节 点 水 头 值 。
位 移 初 始 条件 ｗ（ ，，， Ｉ ｛ ｘｙｚ ｔ ０｝ ） 初 始 孔 隙水 压 力 条 件 为 ｕｘ ｙ ｔｌ＝ ｏ ， ，） （， ，，） ｏＵ（ ｙＺ ￣ Ｘ
２ 算 例 分 析
陈德 方 谢 涛
（． 西 科 技 师 范 学 院 建 筑 工 程 学 院 ， 西 南 昌 ３ ０ １ ； 昌 工程 学 院 土 木 与 工 程 学 院 ， 西 南 昌 ３０ ２ ） １ 江 江 ３０ ３ ２南 江 ３ ０ ９
摘
要： 大型 深 基 坑 支护 是 当今 工 程 界 的 热 点 课 题 之 一 ， 中环 形 支 撑 体 系作 为 一 种 新 的 基 坑 支 护 形 式 ， 其 在
９５ 环 梁 支 撑 采 用 ８ ０ ． ｍ。 ０ ｍｍｘ ２ Ｏ ｍ 的 矩 形 截 面 ， 支 ｌＯ ｍ 主
撑 截 面 为 ８ ０ ｘ ０ ｍｍ． 梁 截 面 为 ８ ０ ｘ ０ ｍ 立 ０ ｍｍ ８ ０ 腰 ０ ｍｍ ８０ ｍ，
柱 按 照 直径 为 ８０ ｍ 的 圆柱 体 计 算 ， 部 的 约 束 按 固定 ０ｒ ａ 底
１１渗 泷一 力耘 舍 基 本 方 程 Ｍ ． 应 假 定 土 骨 架 作 为 弹性 固 体 考 虑 ．层 流孔 隙 水 与 土 固
体颗粒通过压缩 条件 和连续条件而耦合 。引入了有效应
力 原 理 ， 总 应 力 为 有 效 应 力 和 总孑 隙 水 压 力 之 和 ， 弹 即 Ｌ 在
性力 学的基本 方程和渗 流问题 的基本 方程的基 础之上 。
撑 体 系 的应 用 和施 工 技 术 的 叙 述 为 主 。少 见 有 系 统 的 研
《2024年圆筒状地下连续墙内力和变形特征分析》范文
《圆筒状地下连续墙内力和变形特征分析》篇一一、引言随着城市化进程的加速，地下工程建设日益增多，其中圆筒状地下连续墙作为重要的支护结构，其内力和变形特征分析显得尤为重要。
本文旨在探讨圆筒状地下连续墙的内力和变形特征，为工程设计提供理论依据。
二、圆筒状地下连续墙概述圆筒状地下连续墙是一种常见的地下支护结构，具有承载力高、稳定性好、施工方便等优点。
其结构形式为环形连续墙，通过在地下挖掘一定深度的圆形沟槽，并在沟槽内浇筑混凝土形成墙体。
圆筒状地下连续墙广泛应用于地铁、隧道、地下室等工程中。
三、内力特征分析1. 荷载作用下的内力分布圆筒状地下连续墙在荷载作用下，内力分布受多种因素影响，如土层性质、墙体厚度、施工方法等。
一般来说，墙体在水平方向上受到侧向土压力和地震力的作用，产生环向弯矩和剪力；在竖直方向上受到上覆土层的重量和内部结构的自重，产生竖向压力和剪力。
这些荷载作用下，圆筒状地下连续墙的内力分布呈现出复杂的非线性特征。
2. 内力影响因素圆筒状地下连续墙的内力分布受多种因素影响，如土层性质、墙体材料、施工方法等。
其中，土层性质是影响内力分布的主要因素之一。
不同性质的土层对墙体的侧向土压力和地震力作用不同，从而导致内力分布的差异。
此外，墙体材料和施工方法也会对内力分布产生影响。
例如，采用合适的墙体材料和合理的施工方法可以减小墙体的变形和内力，提高结构的稳定性。
四、变形特征分析1. 变形模式圆筒状地下连续墙的变形模式主要受土层性质和荷载作用的影响。
在侧向土压力和地震力的作用下，墙体可能发生水平位移、竖向变形和扭转变形等多种形式的变形。
其中，水平位移是主要的变形形式之一，表现为墙体向土层内部的位移。
2. 变形影响因素圆筒状地下连续墙的变形受多种因素影响，如土层性质、墙体厚度、施工方法等。
土层性质对墙体的变形影响最为显著。
不同性质的土层对墙体的侧向土压力和摩擦力不同，从而导致墙体的变形差异。
此外，墙体厚度和施工方法也会对墙体的变形产生影响。
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计算模型（图 ２）。考虑到边界效应，模型宽
度取 ２００ｍ，基 坑 外 侧 宽 度 约 为 半 径 的 ４
倍、墙高的 ５倍；墙底以下强风化岩，厚度取
２６．５ｍ，模型总高 ５７ｍ。经验证，边界处土
体基本不 受 圆 形 基 坑 的 影 响，可 认 为 选 择
的模拟 范 围 基 本 合 理。 模 型 底 部 全 约 束，
１ 有限元模型建立
１．１ 工程概况 日照港石臼港区翻车机房工程支护结构有两部分组成，翻车机房的圆形支护结构和相邻输煤廊道的对
撑支护结构。圆形地下连续墙［９］内径 Ｄ＝７６ｍ，墙厚 δ＝１．３ｍ，墙厚与直径之比 δ／Ｄ＝１５９；墙体顶高程
收稿日期：２０１７－０６－２１；修回日期：２０１７－０９－１８ 作者简介：何良德（１９６４－），男，上海市人，副教授，主要从事港航结构工程及基础工程研究。 Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＨＥＬｉａｎｇｄｅ（１９６４－），ｍａｌｅ，ａｓｓｏｃｉａｔｅｐｒｏｆｅｓｓｏｒ．
表明，墙体环向刚度对支护 结 构 变 形、内 力 有 重 要 的 影 响，内 撑 刚 度 的 影 响 主 要 集 中 在 基 坑 深 度 范 围
内。在开挖面以上的外侧土压力呈直线分布，未见有“Ｒ”形分布规律；坑内土体对入土段嵌固作用明显
大于外侧土体。
关键词：翻车机房；圆形支护结构；空间轴对称；横环各向同性材料；环向刚度折减系数；荷分担比
本文依托日照港石臼港区翻车机房项目，根据圆形基坑支护结构特性，建立了空间轴对称计算模型，采 用横环各向同性材料本构关系模拟结构环向折减效应，利用接触面、摩尔库仑准则合理模拟土与结构的相 互作用，通过模拟施工开挖全过程，深入研究了支护结构位移和应力变化规律。实例表明，轴对称问题建模 计算简便，可避免地基梁法的缺点，吸收实体有限元的优点，有较高的计算精度。
９０
水 道 港 口
第 ３９卷第 １期
６．５ｍ，底高程 －２４．０ｍ，墙高 Ｈ＝３０．５ｍ，δ／Ｈ＝１∶２３；基坑底高程 －１２．６５ｍ，基坑深度 １９．１５ｍ，嵌固深度
１１．３５ｍ，入土系数 ０．５９。地连墙是由 ４８片槽段浇筑而成，为提高其环向整体性，由上到下设置五道环梁支
撑。帽梁宽高为 ２．３ｍ×１．０ｍ，第 １、２、３道圈梁为 １．５ｍ×１．５ｍ，第 ４道圈梁为 １．５ｍ×１．０ｍ。在各道圈
中图分类号：ＴＶ４３１ 文献标识码：Ａ
文章编号：１００５－８４４３（２０１８）０１－００８９－０７
现代化大型煤炭码头的翻车机房工程由于结构比较复杂，建设周期较长，历来被视为最关键的项目。 翻车机房的基坑支护常采用圆形地下连续墙结构［１－３］，主要包括墙体、帽梁、圈梁及竖向连系梁。圆形支护 结构由于拱效应，使部分坑外土压力转化为围护结构的环向压力，可充分利用材料的抗压性。在相同条件 下，圆形地连墙的变形和弯矩要比其他形式的地连墙要小得多。
侧面施加水平约束。 １．３ 本构模型
圆形地下连续墙、帽梁、圈梁和竖向连
图 １ 翻车机房基坑支护结构断面图 Ｆｉｇ．１Ｓｅｃｔｉｏｎｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｒｅｔａｉｎｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｄｕｍｐｅｒｓｈｅｄ
系梁的材料均为 Ｃ３０钢筋混凝土，弹性模
量 Ｅ＝３０．５ＧＰａ，泊松比 υ＝０．１７，重度 γ＝ ２５ｋＮ／ｍ３。研 究 表 明，槽 段 接 头 对 圆 形 地
摘 要：圆形支护结构由于拱效应，使得支护结构受力复杂。文章依托翻车机房工程实例，利用有限元
软件 ＡＢＡＱＵＳ建立空间轴对称计算模型，采用横环各向同性材料反映槽段接头对墙体环向刚度的折减
影响，通过模拟基坑施工全过程，研究了支护结构位移和应力变化规律。通过计算墙体、内撑环向轴力
以及入土段抗力的荷载分担比，研究环向刚度、内撑刚度、土层模量因素对结构位移、内力的影响。研究
目前，支护结构模型有 ３种：①简化为能够考虑墙体、撑环向效应的竖向梁；②壳或板单元模拟墙体， 梁单元模拟支撑体系；③三维单元模拟支护结构。地基土模型有两种：④简化为土弹簧；⑤实体单元模拟地 基土特性，设置接触单元反映结构与土的相互作用。圆形支护结构常用的计算方法有：① ＋④组合的一维 竖向地基梁法［１，４－６］、② ＋④组合的三维弹性地基板法［５－８］、③ ＋⑤组合的三维实体有限元法［５－７］。竖向地 基梁法原理明晰，计算简便，已广泛应用于工程设计。弹性地基板法能更好反映结构、地基、开挖施工的空 间特性的影响，但它与地基梁法一样有地基反力系数、土压力合理确定的问题。三维有限元法能充分考虑 施工工况、土的弹塑性、土与结构的相互作用等，但是建模复杂，运算时间长，计算分析成本高。
第 ３９卷第 １期
２０１８年 ２月
水 道 港 口
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒｗａｙａｎｄＨａｒｂｏｒ
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．２０１８
翻车机房圆形基坑支护结构受力特性分析
何良德１，彭天驰１，李元青２，王学新３
（１．河海大学 港口海岸与近海工程学院，南京 ２１００９８；２．中交水运规划设计院有限公司，北京 １００００７； ３．天津市水利勘测设计院，天津 ３００２０４）
连墙的环 向 效 应 产 生 影 响，一 般 环 向 刚 度
（模量）折减系数［１０］α＝０．５～０．７，本文 α
＝０．５。在轴对称模型中需将 １２道竖向连 系梁比拟为竖向板，竖向弹性模量 Ｅｚ折减 为 １５３２．９ＭＰａ；竖向连系梁没有环向刚度
图 ２ 基坑支护结构有限元模型 Ｆｉｇ．２Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｒｅｔａｉｎｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
贡献，环向弹性模量 Ｅθ折减为 ３０．５ＭＰａ。 正交各向异性材料物理参数［１１］共 １２个，其中独立参数 ９个。对于圆形支护结构，可假设径向 ｒ、竖向 ｚ
梁之间均匀设置 １２道竖向连系梁（竖肋），梁的高宽为 １．５ｍ×１．０ｍ。圆形基坑支护结构如图 １所示。
１．２ 几何模型
本文重点分析离开廊道较远处圆形支
护结构的 位 移、变 形、内 力，假 设 基 坑 均 匀
开挖，取各土层的平均高程及其厚度，利用
有限元分析软件 ＡＢＡＱＵＳ对圆形基坑进行
数值模拟，将 圆 形 基 坑 简 化 为 空 间 轴 对 称