基坑排桩支护水平位移反演结构内力和土压力的方法研究 - 副本

1、基坑排桩支护基坑排桩支护位移反分析位移反分析 方法研究方法研究汇报人：汇报人：2015-04-12015-04-1一、一、课题研究背景及意义 二、反分析方法回顾及研究 三、工程实例的应用四、不足与展望 一、一、课题研究背景及意义由于岩土体性质的复杂多变性及各种计算模型的局限性，理论计算结果与实测数据往往有较大差异。 随着监测技术的不断发展，监测数据广泛应用在工程预警方面，但在理论研究方面缺乏深入的应用。随着反分析方法在岩土工程中的引入，监测数据得到更好的应用，但研究的还不够深入，有很多问题亟待解决。一、课题研究背景及意义 传统的土压力盒量测过程复杂，监测结果误差较大，所以很少有工程对基坑支护结

2、构土压力进行监测，而土压力的确定对工程的重要性又不可忽略。基坑反分析大部分是分析到排桩的弯矩这一层，没有涉及到土压力的反演。反分析介绍反分析介绍位移、应力地质材料参数、力学特性计算计算模型模型1 1、定义、定义2 2、分类、分类反分析应力反分析位移反分析位移、应力反分析方法回顾方法回顾方法问题理论解析系数矩阵产生很大的条件数三点定圆法曲率震荡，误差传播放大光顺样条拟合法多项式因次唯一，随机性大三次样条插值法位移误差影响大原理原理l 由材料力学中细梁的弯矩与位移的关系式 M(x)=-EI 可知，桩任意点的弯矩是位移的二阶导数。l 三次样条函数是分段三次多项式，有连续的二阶导数，在力学上可以解释为

3、集中力作用下的梁的挠度函数。 ()jjjSxM11()jjjSxM11( )jjjjjxxxxSxMMhh 331122111()()( )6666jjjjjjjjjjjjjjjjjxxxxSxMMhhMhxxM hxxyyhh 所谓“三弯矩法”，是指把结点xj 处待求函数S(x)的二阶导数 作为基本未知量。线性线性二次积分二次积分()jjjSxy11()jjjSxy()()jjjjSxSx条件条件问题问题1 1直接用三次样条法不能很好的消除位移误差对内力反演的影响。位移扰动前后对比弯矩反演扰动前后对比问题问题2 2实际情况中支护结承受的外力主要是桩后土压力，但是三次样条法还不能通过位移直接反

4、演出支护结构所受的土压力。反演反演弯矩位移土压力1 1、试算法、试算法yxxiyminymaxxi-2xi+22m2m范围范围 ymax，ymin 反演弯矩MATLAB合理步长合理步长计算位移位移公式位移公式最优解21()niiiIyy计算实测试算法示意图AM=d系数矩阵未知量常数矩阵系数矩阵只与插值点的位置有关，与插值点的位移无关变换常数矩阵d不同的矩阵M依据MATLABMATLAB2 2、反演土压力、反演土压力位移与弯矩弯矩与土压力函数关系函数关系111111( )jjjjjjjjjjjjjjjx xx xx xx xM xqqqqxxxxhh推广推广331122111()()( )666

5、6jjjjjjjjjjjjjjjx xx xM xqqhhq hq hx xMMh 积分积分工程概况工程概况基坑开挖深度20m，支护桩长29m，嵌固端9m开挖面积16556.7m2周长526.2m支护面积10524.0m2成都中国邮政基坑排桩支护监测内容监测内容1.桩身测斜2.桩身应力测斜管钢筋计监测内容监测内容3.锚索预拉力锚索测力计检测结果检测结果143#143#桩位移量测结果桩位移量测结果反演成果143#143#桩位移反演对比图桩位移反演对比图反演结果143#143#桩弯矩反演对比图桩弯矩反演对比图143#143#桩后土压力对比图桩后土压力对比图结论1、基于试算法改进后的三次样条法比较有效的减小了位移误差在反演弯矩过程中影响。2、在反演桩后土压力方面取得了比较理想的效果，说明基于试算法的改进三次样条法在深基坑反演中是可行的。四、不足与展望四、不足与展望 通