›› 2006, Vol. 27 ›› Issue (5): 705-710.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于最小势能原理的桩锚支护结构空间变形分析

许锡昌,葛修润   

  1. 中国科学院武汉岩土力学研究所,武汉 430071
  • 收稿日期:2005-05-11 出版日期:2006-05-10 发布日期:2013-11-05
  • 作者简介:许锡昌,男,1972年生,博士,主要从事土体与结构物相互作用方面的研究

Application of principle of minimum potential energy to spatial deformation analysis for deep foundation pit with anchored pile supporting

XU Xi-chang, GE Xiu-run   

  1. Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China
  • Received:2005-05-11 Online:2006-05-10 Published:2013-11-05

摘要: 以矩形基坑桩锚支护结构为研究对象,通过分析现场实测数据和数值分析结果,归纳出了冠梁和支护桩的空间变形模式,进而建立了整个支护系统的能量表达式。利用最小势能原理,推导了支护桩桩顶最大位移的解析解,并分析了各主要支护参数对该位移的影响。研究结果表明:桩顶最大位移随着坡顶超载和桩间距的增大而线性增大,但随着锚杆刚度的增大而减小;当基坑深度系数逐渐增大时,桩顶最大位移也逐渐增大,但趋势渐缓;基坑长度对桩顶最大位移的影响也较大,但当其超过临界长度后,桩顶最大位移逼近最大值;同样,锚杆安设也具有临界高度,当处于该位置时,桩顶最大位移达到最小值。最后,利用上述研究成果对广州太平广场花园基坑进行了验证,并与现场监测结果作了对比,计算结果能够满足工程要求。

关键词: 深基坑, 桩锚支护结构, 最小势能原理, 空间变形分析, 桩顶最大位移

Abstract: According to a lot of field tests and numerical efforts, the spatial deformation pattern of the top beam and pile is deduced for the anchored pile supporting system; and the expression of the potential energy is derived for the total supporting system. Based on the principle of minimum potential energy, a new analytic solution to determining the maximum displacement of the pile head is derived; and the effects of the retaining structural parameters on the displacement mentioned above are discussed. Results show that the maximum displacement of the pile head increases with the increase of the surcharge, the depth coefficient of the excavation and the spacing of the pile; but decreases with the increase of the soil anchor’s stiffness. When the excavation length increases to a critical length, the maximum displacement will approach the maximum value. In addition, the point of application of the soil anchor has a critical position. Finally, the result obtained from the proposed approach is compared with field tests and elastic resistance method.

Key words: deep foundation pit, anchored pile supporting, principle of minimum potential energy, spatial deformation analysis, maximum displacement of pile head

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[1] 谷淡平, 凌同华, . 悬臂式型钢水泥土搅拌墙的水泥土 承载比和墙顶位移分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1957-1965.
[2] 刘念武, 陈奕天, 龚晓南, 俞济涛, . 软土深开挖致地铁车站基坑及 邻近建筑变形特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1515-1525.
[3] 刘素锦, 郭明伟, 李春光, . 三维边坡整体主滑方向的确定[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 37-44.
[4] 周 勇,朱亚薇, . 深基坑桩锚支护结构和土体之间协同作用[J]. , 2018, 39(9): 3246-3252.
[5] 温树杰,梁 超,宋亮亮,刘 刚,. 基于最小势能法的三维临界滑裂面搜索方法[J]. , 2018, 39(7): 2708-2714.
[6] 贾金青,高军程,涂兵雄,张 磊,王海涛,高仁哲,. 深基坑中压力型预应力锚杆柔性支护结构的离心模型试验研究[J]. , 2017, 38(S2): 304-310.
[7] 曾超峰,薛秀丽,郑 刚,. 软土区基坑预降水引起支护墙侧移的典型参数影响研究[J]. , 2017, 38(11): 3295-3303.
[8] 曾超峰,薛秀丽,郑 刚,. 软土地基渗透性条件对基坑预降水过程中支护墙侧移的影响研究[J]. , 2017, 38(10): 3039-3047.
[9] 庄海洋,张艳书,薛栩超,徐 烨,. 深软场地地铁狭长深基坑变形特征实测与已有统计结果的对比分析[J]. , 2016, 37(S2): 561-570.
[10] 张 戈,毛海和. 软土地区深基坑围护结构综合刚度研究[J]. , 2016, 37(5): 1467-1474.
[11] 陈 昆,闫澍旺,孙立强,王亚雯,. 开挖卸荷状态下深基坑变形特性研究[J]. , 2016, 37(4): 1075-1082.
[12] 王建华,李江腾,廖 峻, . 土钉墙+排桩在明挖隧道深基坑支护中的几个问题[J]. , 2016, 37(4): 1109-1117.
[13] 康志军 ,谭 勇 ,李 想 ,卫 彬 ,徐长节,. 基坑围护结构最大侧移深度对周边环境的影响[J]. , 2016, 37(10): 2909-2914.
[14] 李 栋,张琪昌,靳 刚,王 婧. 考虑拱效应深基坑支护结构土压力分析[J]. , 2015, 36(S2): 401-405.
[15] 丁 智,王 达,王金艳,魏新江. 浙江地区软弱土深基坑变形特点及预测分析[J]. , 2015, 36(S1): 506-512.
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[1] 兰四清,王玉林,谢康和. 径向双侧壁排水软土地基固结数学模型及解析解[J]. , 2009, 30(12): 3871 -3875 .
[2] 孙德安,陈 波. 重塑超固结上海软土力学特性及弹塑性模拟[J]. , 2010, 31(6): 1739 -1743 .
[3] 刘争宏,廖燕宏,张玉守. 罗安达砂物理力学性质初探[J]. , 2010, 31(S1): 121 -126 .
[4] 方志明,李小春,李 洪,陈寒秋. 混合气体驱替煤层气技术的可行性研究[J]. , 2010, 31(10): 3223 -3229 .
[5] 王登科,刘 建,尹光志,韦立德. 突出危险煤渗透性变化的影响因素探讨[J]. , 2010, 31(11): 3469 -3474 .
[6] 樊恒辉,高建恩,吴普特,娄宗科. 水泥基土壤固化剂固化土的物理化学作用[J]. , 2010, 31(12): 3741 -3745 .
[7] 丁光亚,蔡袁强,徐长节. 饱和土中刚性排桩对平面SV波的隔离分析[J]. , 2009, 30(3): 849 -854 .
[8] 马立秋,张建民,张 嘎,郑瑞华. 爆炸离心模型试验系统研究与初步试验[J]. , 2011, 32(3): 946 -950 .
[9] 唐世斌,唐春安,李连崇,张永彬. 湿度扩散诱发的隧洞时效变形数值模拟研究[J]. , 2011, 32(S1): 697 -0703 .
[10] 张俊峰 ,郭 莹. 主应力方向和初始成样含水率对饱和重塑粉土单调剪切特性的影响[J]. , 2011, 32(S2): 324 -328 .