工程軟件應用實習報告

1、精品文檔工程軟件應用實習報告勘查技術與工程專 業(yè):班級學號： 姓 名: 指導老師：南京工業(yè)大學交通運輸工程學院二一八年七月目錄前言3一、目的任務 3二、地質概況3三、理正深基坑計算過程 4四、兩種支護方式計算書 51、深基坑支護設計（一） 52、深基坑支護設計（二） 21五、錨桿式排樁和雙排樁對比分析 351、計算結果對比分析352、計算結果差異分析37六、小結371、錨桿式排樁支護與雙排樁支護對比 372、理正深基坑軟件使用心得 38.、八、-刖言本專業(yè)是以地質學、巖土工程學等為基礎，系統(tǒng)學習專業(yè)基礎知識和實驗、實踐技能，將 其應用于國土資源勘查與評價、各種工程建設勘察、基礎工程設計與施工、

2、工程技術管理和科 學研究的學科。隨著社會經濟的發(fā)展，勘查技術與工程應用領域不斷拓寬，除傳統(tǒng)的地質調查 工作外，已廣泛應用于工業(yè)建筑、道路橋梁、城市建設等各類建筑施工中的地基基礎工程以及 地質災害防治、邊坡支護、地下管線非開挖鋪設、地下空間開發(fā)等工程領域。目前常用的勘察類軟件有 AutoCAD、理正工程地質勘察、華寧以及華巖等，設計類軟件分 為簡單解析法計算和大型三維空間有限元（也就是數(shù)值模擬），簡單解析法計算有 Excel小程序、理正（深基坑、巖土計算、沉降、邊坡、降水等）、啟明星、Midas、GeoStudio以及Rocscienee系列，大型三維空間有限元軟件有Flac3D/Flac2D、

3、Midas/GTS、Plaxis、Ansys、Abaqus、Adina還有目前國內獲住建部認證興起的GEO5和OptumG2/G3。由于各種條件的限制，本次深基坑設計專業(yè)軟件應用采用的是理正深基坑。采用了兩種不 同支護方式進行了計算，最后對計算結果進行了對比分析。、目的任務1熟悉理正勘察和 CAD的基本操作以及掌握理正基坑應用。2、試采用兩種不同的支護方式用理正深基坑軟件進行計算并對計算結果進行比對和分析。二、地質概況基坑開挖深度6.0m，開挖面積200X 160,天然地下水位地面下2.0m，地面超載20kPa。層號土類名稱層厚（m）重度(kN/m 3)浮重度(kN/m 3)粘聚力（kPa）內

4、摩擦角（度）1素填土1.0018.48.410.009.002淤泥質土3.6018.18.18.008.003粘性土4.3019.89.830.5015.404粘性土30.019.39.327.4015.20三、理正深基坑計算過程應用理正深基坑軟件的計算過程如下：1圍護結構分析的基本模型： 結構按平面應變問題考慮，取單元長度進行結構分析，根據(jù)結構的對稱性，取一半結構進行 計算； 基底下坑內土體對墻體的抗力作用以一系列彈簧進行模擬，基底面以下5m范圍內土剛度按線性分布，往下為常數(shù)； 背側向荷載按主動土壓力計算，采用水土合算，基底面以下土壓力為常數(shù)； 拆支撐以支撐點施加一個虛擬集中力模擬； 回筑階

5、段采用增量法計算。2、結構施工過程采用“增量法 進行受力分析，開挖期間圍護結構作為支擋結構，承受全部的 水土壓力及路面荷載，使用階段和主體結構一起承載。施工階段受力分析模擬了施工過程，遵 循“先變位，后支撐”的原則。在計算中計入結構的先期位移值及支撐變形，采用彈性有限元 法進行結構計算，地基對結構的作用采用分布水土壓力及一系列不能受拉的彈簧進行模擬，最 終的位移及內力值為各階段累加值。四、兩種支護方式計算書1、深基坑支護設計（一）支護方案排樁+錨桿支護9.ESH%8 nj迫%.逐啓D土層緘打打 MJ J H 川L何0r = 200 CIB匚二 8.DO = S.DO0 - 15.4基本信息內力

6、計算方法增量法規(guī)范與規(guī)程建筑基坑支護技術規(guī)程JGJ 120-99基坑等級一級基坑側壁重要性系數(shù)丫01.00基坑深度H(m)6.000嵌固深度(m)4.000樁頂標高(m)-1.500樁截面類型圓形.樁直徑(m)0.800樁間距(m)1.400混凝土強度等級C30有無冠梁有卜冠梁寬度(m)1.000卜冠梁高度(m)0.800匚水平側向剛度(MN/m)9.956放坡級數(shù)1超載個數(shù)1支護結構上的水平集中 力0放坡信息坡號臺寬(m)坡高(m)坡度系數(shù)11.0001.5001.000超載信息超載 序號類型超載值(kPa,kN/m)作用深度(m)作用寬度(m)距坑邊距(m)形式長度(m)1Jr H Jr

7、1 Jr Jr20.000-附加水平力信息水平力作用類型水平力值作用深度是否參與是否參與序號(kN)(m)傾覆穩(wěn)定整體穩(wěn)定土層信息土層數(shù)4坑內加固土是內側降水最終深度(m)6.500外側水位深度(m)2.000內側水位是否隨開挖過程變化否內側水位距開挖面距離(m)-彈性計算方法按土層指定X彈性法計算方法m法土層參數(shù)層號土類名稱層厚(m)重度3(kN/m )浮重度3(kN/m )粘聚力(kPa)內摩擦角(度)1素填土1.0018.4-10.009.002淤泥質土3.6020.08.18.008.003粘性土4.3019.89.830.5015.404粘性土30.0019.39.3-層號與錨固體摩

8、擦阻力(kPa)粘聚力 水下(kPa)內摩擦角 水下(度)水土計算方法m,c,K 值抗剪強度(kPa)160.0-m法1.72-260.08.008.00合算m法1.28-360.024.4015.40合算m法5.64-4120.021.9015.20合算m法5.29-加固土參數(shù)土類名稱寬度(m)層厚(m)重度(kN/m3)浮重度(kN/m3)粘聚力(kPa)內摩擦角(度)人工加固土1.72.00018.0008.00020.00030.000土類名稱粘聚力 水下(kPa)內摩擦角 水下(度)水土計算方法m,C,K 值人工加固土15.00015.000分算m法10.000支錨信息支錨道數(shù)2支錨

9、 道號支錨類型水平間距(m)豎向間距(m)入射角( )總長(m)錨固段長度(m)1錨桿2.8001.90015.0012.506.502錨桿2.8002.00015.0015.509.50支錨 道號預加力(kN)支錨剛度(MN/m)錨固體 直徑(mm)工況號錨固力 調整系數(shù)材料抗力(kN)材料抗力 調整系數(shù)1300.0015.0015021.00196.351.002300.0030.0015041.00321.701.00土壓力模型及系數(shù)調整 彈性法土壓力模型Qo經典法土壓力模型層號土類名稱水土水壓力 調整系數(shù)主動土壓力 調整系數(shù)被動土壓力 調整系數(shù)被動土壓力最大值(kPa)1素填土合算1.

10、0001.0001.00010000.0002淤泥質土合算1.0001.0001.00010000.0003粘性土合算1.0001.0001.00010000.0004粘性土合算1.0001.0001.00010000.000工況信息工況號工況 類型深度(m)支錨 道號1開挖2.400-2加撐-1.錨桿3開挖4.400-4加撐-2.錨桿|5|開挖16.000 設計結果結構計算各工況:工懇-粹?40n )-開麗卜一 Cb引、(-313,95)(19.93)C-6T.92)-(49.33)(-OlOO(10u&9)工耳 C 1 C J50n )-(6725(-313.95)-J9.93)ftKnr

11、i)(己 31(U.0COD)(-I55.74-(15.80； (-DOW-(1Dj69)帥(KN(-42.47)115.13)C-S535(D.OD)精品文檔認 3- 4.4帥?(3.r(】.$：(DO)-CO.Q)-E18.0S：-M&.35)精品文檔工農 5-一稿(6.0 On )C-73.39-9.17：(-97.1)C9P.1?)(-6.P6)-U.96)UIjOIa門弐 ；ri.QO- i(j.r= 1.200,滿足規(guī)范要求。工況2：注意:錨固力計算依據(jù)錨桿實際錨固長度計算。序號支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力(kN/m)1錨桿70.12565.6372錨桿0.0000.000K

12、s3722.305513.5431295.615Ks =3.269 = 1.200,滿足規(guī)范要求。工況3:注意：錨固力計算依據(jù)錨桿實際錨固長度計算。 支錨類型 錨桿 錨桿序號12材料抗力(kN/m) 70.125 0.000錨固力(kN/m)65.6370.0002083.506513.543Ks1295.615Ks = 2.004 = 1.200, 滿足規(guī)范要求。工況4：注意：錨固力計算依據(jù)錨桿實際錨固長度計算。支錨類型錨桿錨桿序號12材料抗力(kN/m)70.125114.893錨固力(kN/m)65.63795.9312083.5061078.781Ks 1295.615Ks = 2.4

13、40 = 1.200,滿足規(guī)范要求。工況5:注意：錨固力計算依據(jù)錨桿實際錨固長度計算。支錨類型錨桿錨桿序號12材料抗力(kN/m)70.125114.893錨固力(kN/m)65.63795.931633.9011078.781Ks1295.615Ks = 1.321 = 1.200,滿足規(guī)范要求。安全系數(shù)最小的工況號：工況5。最小安全 Ks = 1.321 = 1.200,滿足規(guī)范要求?？孤∑痱炈鉟BPrandtl（普朗德爾）公式（Ks = 1.11.2），注：安全系數(shù)取自建筑基坑工程技術規(guī)范9258-97（冶金部）:Zd N q cN c HD qtan2tan甲 e 1tan $YBta

14、n4515.200223.142tan 15.200e4.01711tan15.20011.10315.0134.0004.01721.90011.103Nq1NqNc19.2284.5004.00045.4854.017K. = 2.318 = 1.1,滿足規(guī)范要求。Terzaghi（太沙基）公式（Ks = 1.151.25），注：安全系數(shù)取自建筑基坑工程技術規(guī)范9258-97(冶金部):Ks#DNq CNcNq3”；4 etan 卜2cosNctan甲3 15.2003.142tan 15.2004 2Nq4.537Nc4.53715.013Ks15.200cos 451 13.019ta

15、n 15.2004.0004.53721.90013.01919.2284.5004.00045.485K. = 2.668 = 1.15,滿足規(guī)范要求。隆起量的計算注意：按以下公式計算的隆起量，如果為負值，按8753D125H0處理！0.50.040.546.37 r ctan式中 S基坑底面向上位移（mm）;n從基坑頂面到基坑底面處的土層層數(shù)；ri第i層土的重度（kN/m113.145.5125 66.0S = 54(mm)）;地下水位以上取土的天然重度（kN/m3）;地下水位以下取土的飽和重度（kN/m3）;hi第i層土的厚度（m）;q基坑頂面的地面超載 （kPa）;D樁（墻）的嵌入長度

16、（m）;H基坑的開挖深度（m）;c樁（墻）底面處土層的粘聚力（kPa）;0樁（墻）底面處土層的內摩擦角（度）;r樁（墻）頂面到底處各土層的加權平均重度 （kN/m3）;0.5487514.00.50.046.3719.221.9tan 15.20抗管涌驗算抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù)(K = 1.5):i.ohywh2D ;式中 丫 0側壁重要性系數(shù)；丫 土的有效重度（kN/m3）；丫 w地下水重度（kN/m3）;h地下水位至基坑底的距離（m）;D樁（墻）入土深度（m）;K = 3.004 = 1.5,滿足規(guī)范要求。嵌固深度計算嵌固深度計算參數(shù):抗?jié)B嵌固系數(shù)1.200整體穩(wěn)定分項系數(shù)1.300圓弧滑動簡

17、單條分法嵌固系數(shù)1.100嵌固深度考慮支撐作用X嵌固深度計算過程：按建筑基坑支護技術規(guī)程JGJ 120-99圓弧滑動簡單條分法計算嵌固深度：圓心（-1.062 ，6.508），半徑=8.078m，對應的安全系數(shù) Ks = 1.369 1.300嵌固深度計算值 h = 1.500m嵌固深度設計值hd = aY 0h0=1.100X 1.000 X 1.500=1.650m嵌固深度采用值h d = 4.000m2、深基坑支護設計（二）支護方案雙排樁支護&v EJ 占股刃5.3夕22 番5.血* F 0a-基本信息內力計算方法增量法規(guī)范與規(guī)程建筑基坑支護技術規(guī)程JGJ 120-99基坑等級二級基坑側

18、壁重要性系數(shù)丫 01.00基坑深度H(m)6.000嵌固深度(m)6.000樁頂標高(m)-1.500樁截面類型圓形.樁直徑(m)1.000樁布置形式矩形卜樁排距(m)2.500.樁間距(m)1.000混凝土強度等級C30連梁寬度(m)1.000連梁高度(m)1.000前排樁有無冠梁有卜冠梁寬度(m)1.000卜冠梁高度(m)1.000匚水平側向剛度(MN/m)：9.956后排樁有無冠梁有卜冠梁寬度(m)1.000卜冠梁高度(m)1.000匚水平側向剛度(MN/m)：9.956放坡級數(shù)1超載個數(shù)1放坡信息坡號臺寬(m)坡高(m)坡度系數(shù)11.0001.5001.000超載信息超載 序號類型超載

19、值(kPa,kN/m)作用深度(m)作用寬度(m)距坑邊距(m)形式長度(m)1411UU20.000-土層信息土層數(shù)4坑內加固土是內側降水最終深度(m)6.500外側水位深度(m)2.000彈性計算方法按土層指定X彈性法計算方法m法土層參數(shù)層號土類名稱層厚(m)重度3(kN/m )浮重度3(kN/m )粘聚力(kPa)內摩擦角(度)1素填土1.0018.4-10.009.002淤泥質土3.6020.08.18.008.003粘性土4.3019.89.830.5015.404粘性土30.0019.39.3-層號與錨固體摩擦阻力(kPa)粘聚力 水下(kPa)內摩擦角 水下(度)水土計算方法m,

20、c,K 值抗剪強度(kPa)160.0-m法1.72-260.08.008.00合算m法1.28-360.024.4015.40合算m法5.64-4120.021.9015.20合算m法5.29-加固土參數(shù)土類名稱寬度(m)層厚(m)重度(kN/m3)浮重度(kN/m3)粘聚力(kPa)內摩擦角(度)人工加固土1.72.00018.0008.00020.00030.000土類名稱粘聚力 水下(kPa)內摩擦角 水下(度)水土計算方法m,C,K 值人工加固土15.00015.000分算m法10.000土壓力模型及系數(shù)調整 彈性法土壓力模型Io經典法土壓力模型%inn矩形分布層號土類名稱水土水壓力

21、 調整系數(shù)主動土壓力 調整系數(shù)1主動土壓力 調整系數(shù)2被動土壓力 調整系數(shù)被動土壓力最大值(kPa)1素填土合算1.0001.0000.0001.00010000.0002淤泥質土合算1.0001.0000.0001.00010000.0003粘性土合算1.0001.0000.0001.00010000.0004粘性土合算1.0001.0001.0001.000：10000.000工況信息雙排樁計算模型:H 開挖IS探度前排樁45H1效開挖面探度工況參數(shù):工況號工況 類型深度(m)支錨 道號等效深度(m)分擔系數(shù)a 1分擔系數(shù)a 21開挖6.000-2.6690.8020.198設計結果結構計

22、算 各工況:理 1 r 6,OOr ）（-2156）（-PP.73）-（E12B：（-15G.8B）-（38J05）內力位移包絡圖：ia 1( 6.00h).抜執(zhí)燈I：殖 KN-n）115630一_訂曲優(yōu)）f-3&05（1M43/C-43.7)= 1.200,滿足規(guī)范要求。抗隆起驗算Prandtl（普朗德爾）公式（Ks = 1.11.2），注：安全系數(shù)取自建筑基坑工程技術規(guī)范YB9258-97（冶金部）:tano454tan 爭Nq15.200tan453.142tan 15.200 e4.0174.01711.103Ks16.442tan 15.2006.0004.017 21.90011.

23、10319.2424.5006.00046.042K. = 2.577 = 1.1,滿足規(guī)范要求。YBTerzaghi（太沙基）公式（Ks = 1.151.25），注：安全系數(shù)取自建筑基坑工程技術規(guī)范Nc9258-97（冶金部）:；D NqCN c/ HDq3c7Ttan甲14 - e22，-ocos452211tan卩NqNqKs3 15.2003.142tan 15.2004 2Nq4.537Nc4.537Ks16.44215.200cos 451 tan 15.20013.0196.0004.53721.90013.019Ks = 2.953 = 1.15,19.2424.5006.00

24、046.042滿足規(guī)范要求。隆起量的計算注意：按以下公式計算的隆起量，如果為負值，按0處理!8753/ihiD125 一H0.56.37 fc.4 ta,0.54式中 S基坑底面向上位移（mm）;n從基坑頂面到基坑底面處的土層層數(shù)；ri第i層土的重度（kN/m113.146.0125 66.0S = 26(mm)）;地下水位以上取土的天然重度（kN/m3）;地下水位以下取土的飽和重度（kN/m3）;hi第i層土的厚度（m）;q基坑頂面的地面超載 （kPa）;D樁（墻）的嵌入長度（m）;H基坑的開挖深度（m）;c樁（墻）底面處土層的粘聚力（kPa）;0樁（墻）底面處土層的內摩擦角（度）;r樁（墻

25、）頂面到底處各土層的加權平均重度 （kN/m3）;0.5487516.00.50.046.3719.221.9tan 15.20抗管涌驗算打丄 打UI 和| U和 出I * I|丿丄. J f fjF f jFff J1, .r JrJlJ,.J F J jF r f Xf jT rjF J.f f. sMH-FDD (IBS-E：1匸曠 二血埶、I I 19.Bc =如7 H9二庁4 口皿4.ULe 二 J52h 2D抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù)(K = 1.5):1.5 F0h式中 丫 0側壁重要性系數(shù)；丫 土的有效重度(kN/m3);丫 w地下水重度(kN/m3);h地下水位至基坑底的距離(m);

26、D樁(墻)入土深度(m);K = 3.910 = 1.5,滿足規(guī)范要求。嵌固深度計算嵌固深度計算參數(shù):抗?jié)B嵌固系數(shù)1.200整體穩(wěn)定分項系數(shù)1.300圓弧滑動簡單條分法嵌固系數(shù)1.100嵌固深度計算過程：雙排樁參考建筑基坑支護技術規(guī)程JGJ 120-99圓弧滑動簡單條分法計算嵌固深度:圓心（-2.583 ，9.301），半徑=10.136m，對應的安全系數(shù) Ks = 1.419 1.300嵌固深度計算值 h 0 = 0.500m嵌固深度設計值hd = aY 0h0=1.100X 1.000 X 0.500=0.550m嵌固深度采用值 h d = 6.000m當前嵌固深度為：0.550m。參考建

27、筑基坑支護技術規(guī)程JGJ 120-99,當雙排樁嵌固深度設計值小于0.2h時，宜取hd = 0.2h。嵌固深度取為：1.200m。五、錨桿式排樁和雙排樁對比分析眾所周知，要達到同等支護效果，若單從工程造價角度考慮，采用錨桿式排樁比地下連續(xù)墻經濟性更好；若單從安全性角度考慮，地下連續(xù)墻則更安全可靠。因此通常在周邊環(huán)境簡單、地下水不豐富的地段采用排樁支護結構，而在周邊環(huán)境非常復雜或地下水豐富且很難控制的地 段一般采用地下連續(xù)墻。然而，大多數(shù)工程條件介于兩者之間，往往需要同時兼顧經濟性和安 全性，并綜合其他因素比選確定。1、計算結果對比分析從以上兩種方案計算數(shù)據(jù)的對比可以看出這兩種方案計算存在一定差

28、異，主要表現(xiàn)在四個方面：A、最大位移、彎矩和剪力值不同，方案一位移、彎矩和剪力計算值分別為 6.26mm、192.34kN.m-?. 5if. -:-4 H-i.i.fii.iMJI(J dOfcJ(-SW和128.69kN，方案二位移、彎矩和剪力值計算值分別為3.62mm、174.43kN.m和56.68kN。方案一位移、彎矩和剪力圖方案二位移、彎矩和剪力包絡圖B、最大沉降量不同。方案一指數(shù)法最大沉降量為4mm，方案二指數(shù)法最大沉降量為10mm。nr-.?5 側、-Y；?U 創(chuàng)卜 4哄衛(wèi)7知f亠-1XQIJ 冷 r方案一最大沉降量圖liltA碉鹽rin)10inA5!?：u罠;伏芹電4m詢融方案二最大沉降量圖C、配筋情況不同。方案一配筋情況如表所示:段 號選筋類型級別鋼筋 實配值實配計算面積(mm2或 mm2/m)1縱筋HRB33520D1430793016