工程軟件應(yīng)用實(shí)習(xí)報(bào)告

1、工程軟件應(yīng)用實(shí)習(xí)報(bào)告專(zhuān)業(yè)：勘查技術(shù)與工程班級(jí)學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)老師：南京工業(yè)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院二一八年七月精選文庫(kù)目錄前言3一、目的任務(wù)3二、地質(zhì)概況3三、理正深基坑計(jì)算過(guò)程4四、兩種支護(hù)方式計(jì)算書(shū)51、深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)（一）52、深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)（二）21五、錨桿式排樁和雙排樁對(duì)比分析351、計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析352、計(jì)算結(jié)果差異分析37六、小結(jié)371、錨桿式排樁支護(hù)與雙排樁支護(hù)對(duì)比372、理正深基坑軟件使用心得38-2精選文庫(kù)前言本專(zhuān)業(yè)是以地質(zhì)學(xué)、巖土工程學(xué)等為基礎(chǔ)，系統(tǒng)學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐技能，將其應(yīng)用于國(guó)土資源勘查與評(píng)價(jià)、各種工程建設(shè)勘察、基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)與施工、工程技術(shù)管理和科學(xué)研究的

2、學(xué)科。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，勘查技術(shù)與工程應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，除傳統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查工作外，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)建筑、道路橋梁、城市建設(shè)等各類(lèi)建筑施工中的地基基礎(chǔ)工程以及地質(zhì)災(zāi)害防治、邊坡支護(hù)、地下管線非開(kāi)挖鋪設(shè)、地下空間開(kāi)發(fā)等工程領(lǐng)域。目前常用的勘察類(lèi)軟件有AutoCAD 、理正工程地質(zhì)勘察、華寧以及華巖等，設(shè)計(jì)類(lèi)軟件分為簡(jiǎn)單解析法計(jì)算和大型三維空間有限元（也就是數(shù)值模擬） ，簡(jiǎn)單解析法計(jì)算有Excel 小程序、理正（深基坑、巖土計(jì)算、沉降、邊坡、降水等）、啟明星、 Midas、 GeoStudio 以及 Rocscience系列，大型三維空間有限元軟件有Flac3D/Flac2D 、Midas/GTS

3、、Plaxis、Ansys、Abaqus、Adina還有目前國(guó)內(nèi)獲住建部認(rèn)證興起的GEO5 和 OptumG2/G3 。由于各種條件的限制，本次深基坑設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)軟件應(yīng)用采用的是理正深基坑。采用了兩種不同支護(hù)方式進(jìn)行了計(jì)算，最后對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。一、目的任務(wù)1、熟悉理正勘察和CAD 的基本操作以及掌握理正基坑應(yīng)用。2、試采用兩種不同的支護(hù)方式用理正深基坑軟件進(jìn)行計(jì)算并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比對(duì)和分析。二、地質(zhì)概況基坑開(kāi)挖深度6.0m ，開(kāi)挖面積200× 160，天然地下水位地面下2.0m，地面超載20kPa。層號(hào)土類(lèi)名稱層厚重度浮重度粘聚力內(nèi)摩擦角(m)(kN/m 3)(kN/m 3)(

4、kPa)(度 )1素填土1.0018.48.410.009.002淤泥質(zhì)土3.6018.18.18.008.003粘性土4.3019.89.830.5015.404粘性土30.019.39.327.4015.20-3精選文庫(kù)三、理正深基坑計(jì)算過(guò)程應(yīng)用理正深基坑軟件的計(jì)算過(guò)程如下：1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)分析的基本模型：結(jié)構(gòu)按平面應(yīng)變問(wèn)題考慮，取單元長(zhǎng)度進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，取一半結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算；基底下坑內(nèi)土體對(duì)墻體的抗力作用以一系列彈簧進(jìn)行模擬，基底面以下5m 范圍內(nèi)土剛度按線性分布，往下為常數(shù)；背側(cè)向荷載按主動(dòng)土壓力計(jì)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(diǎn)施加一個(gè)虛擬集中力模擬

5、；回筑階段采用增量法計(jì)算。2、結(jié)構(gòu)施工過(guò)程采用“增量法"進(jìn)行受力分析，開(kāi)挖期間圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為支擋結(jié)構(gòu)，承受全部的水土壓力及路面荷載，使用階段和主體結(jié)構(gòu)一起承載。施工階段受力分析模擬了施工過(guò)程，遵循“先變位，后支撐”的原則。在計(jì)算中計(jì)入結(jié)構(gòu)的先期位移值及支撐變形，采用彈性有限元法進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，地基對(duì)結(jié)構(gòu)的作用采用分布水土壓力及一系列不能受拉的彈簧進(jìn)行模擬，最終的位移及內(nèi)力值為各階段累加值。-4精選文庫(kù)四、兩種支護(hù)方式計(jì)算書(shū)1、深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)（一）-支護(hù)方案排樁 +錨桿支護(hù)-5精選文庫(kù) 基本信息 -內(nèi)力計(jì)算方法增量法規(guī)范與規(guī)程建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99基坑等級(jí)一級(jí)基坑側(cè)壁重要

6、性系數(shù) 01.00基坑深度 H(m)6.000嵌固深度 (m)4.000樁頂標(biāo)高 (m)-1.500樁截面類(lèi)型圓形樁直徑 (m)0.800樁間距 (m)1.400混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30有無(wú)冠梁有冠梁寬度 (m)1.000冠梁高度 (m)0.800水平側(cè)向剛度 (MN/m)9.956放坡級(jí)數(shù)1超載個(gè)數(shù)1支護(hù)結(jié)構(gòu)上的水平集中0力- 放坡信息 -坡號(hào)臺(tái)寬 (m)坡高 (m)坡度系數(shù)11.0001.5001.000- 超載信息 -超載類(lèi)型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長(zhǎng)度序號(hào)(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)120.000- 附加水平力信息-水平力作用類(lèi)型水平力值 作用深度 是否參與是否參

7、與序號(hào)(kN)(m)傾覆穩(wěn)定整體穩(wěn)定-6精選文庫(kù)-土層信息 -土層數(shù)4坑內(nèi)加固土是內(nèi)側(cè)降水最終深度 (m)6.500外側(cè)水位深度 (m)2.000內(nèi)側(cè)水位是否隨開(kāi)挖過(guò)程變化否內(nèi)側(cè)水位距開(kāi)挖面距離(m)-彈性計(jì)算方法按土層指定彈性法計(jì)算方法m法-土層參數(shù) -層號(hào)土類(lèi)名稱層厚重度浮重度粘聚力內(nèi)摩擦角(m)(kN/m 3)(kN/m 3)(kPa)( 度 )1素填土1.0018.4-10.009.002淤泥質(zhì)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(hào)與錨固體摩粘聚力內(nèi)摩擦角水土計(jì)算方法m,c,K 值抗剪強(qiáng)度擦阻力

8、(kPa)水下 (kPa)水下(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(lèi)名稱寬度層厚重度浮重度粘聚力內(nèi)摩擦角(m)(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)( 度 )人工加固土1.72.00018.0008.00020.00030.000土類(lèi)名稱粘聚力內(nèi)摩擦角水土計(jì)算方法m,C,K值水下 (kPa)水下(度)人工加固土15.00015.000分算m法10.000-7精選文庫(kù)- 支錨信息 -支錨道數(shù)2支錨支錨類(lèi)型水平間距豎向間距入射角總

9、長(zhǎng)錨固段道號(hào)(m)(m)( ° )(m)長(zhǎng)度 (m)1錨桿2.8001.90015.0012.506.502錨桿2.8002.00015.0015.509.50支錨預(yù)加力支錨剛度錨固體工況錨固力材料抗力材料抗力道號(hào)(kN)(MN/m)直徑 (mm)號(hào)調(diào)整系數(shù)(kN)調(diào)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(diào)整 -彈性法土壓力模型 :經(jīng)典法土壓力模型 :層號(hào)土類(lèi)名稱水土水壓力主動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力調(diào)整系數(shù)調(diào)整系數(shù)調(diào)整系數(shù)最大值 (kPa)1素填土合算1.0001.0001

10、.00010000.0002淤泥質(zhì)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 -工況工況深度支錨號(hào)類(lèi)型(m)道號(hào)1開(kāi)挖2.400-2加撐-1. 錨桿3開(kāi)挖4.400-4加撐-2. 錨桿-8精選文庫(kù)5開(kāi)挖6.000-設(shè)計(jì)結(jié)果-結(jié)構(gòu)計(jì)算-各工況：-9精選文庫(kù)-10精選文庫(kù)內(nèi)力位移包絡(luò)圖：-11精選文庫(kù)地表沉降圖：-冠梁選筋結(jié)果-鋼筋級(jí)別選筋A(yù)s1HRB3352D16As2HRB3352D16As3HRB335D162-環(huán)梁選筋結(jié)果-鋼筋級(jí)別選筋A(yù)s1HPB

11、2351d12As2HPB2351d12As3HPB235d121-12精選文庫(kù)- 截面計(jì)算 - 截面參數(shù) 樁是否均勻配筋是混凝土保護(hù)層厚度 (mm)20樁的縱筋級(jí)別HRB335樁的螺旋箍筋級(jí)別HRB335樁的螺旋箍筋間距 (mm)150彎矩折減系數(shù)0.85剪力折減系數(shù)1.00荷載分項(xiàng)系數(shù)1.25配筋分段數(shù)一段各分段長(zhǎng)度 (m)8.50 內(nèi)力取值 段內(nèi)力類(lèi)型彈性法經(jīng)典法內(nèi)力內(nèi)力號(hào)計(jì)算值計(jì)算值設(shè)計(jì)值實(shí)用值基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩 (kN.m)192.3455.41204.37204.371基坑外側(cè)最大彎矩 (kN.m)49.33107.2252.4152.41最大剪力 (kN)128.6984.0816

12、0.87160.87段選筋類(lèi)型級(jí)別鋼筋實(shí)配 計(jì)算 面積號(hào)實(shí)配值(mm2或 mm2/m)1縱筋HRB33520D1430793016箍筋HRB335D121501508865加強(qiáng)箍筋HRB335D142000154- 錨桿計(jì)算 - 錨桿參數(shù) 錨桿鋼筋級(jí)別HRB400錨索材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)1220.000錨索采用鋼絞線種類(lèi)51 × 7錨桿材料彈性模量( ×2.00010 MPa)錨索材料彈性模量 ( ×105 MPa)1.95043.000注漿體彈性模量 ( ×10 MPa)土與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)1.300錨桿荷載分項(xiàng)系數(shù)1.250-13精選文庫(kù)

13、錨桿內(nèi)力 支錨道號(hào)錨桿最大內(nèi)力錨桿最大內(nèi)力錨桿內(nèi)力錨桿內(nèi)力彈性法 (kN)經(jīng)典法 (kN)設(shè)計(jì)值 (kN)實(shí)用值 (kN)1312.50101.44126.80126.802315.38158.92198.66198.66錨桿自由段長(zhǎng)度計(jì)算簡(jiǎn)圖支錨道號(hào)支錨類(lèi)型鋼筋或自由段長(zhǎng)度錨固段長(zhǎng)度實(shí)配 計(jì)算 面積錨桿剛度鋼絞線配筋實(shí)用值 (m)實(shí)用值 (m)(mm2)(MN/m)1錨桿1E256.06.549142314.432錨桿1E326.09.580466322.19-整體穩(wěn)定驗(yàn)算-14精選文庫(kù)計(jì)算方法：瑞典條分法應(yīng)力狀態(tài)：總應(yīng)力法條分法中的土條寬度: 0.40m滑裂面數(shù)據(jù)整體穩(wěn)定安全系數(shù)K s =

14、 1.762圓弧半徑 (m) R = 11.446圓心坐標(biāo) X(m) X = -0.564圓心坐標(biāo) Y(m) Y = 7.364- 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算-抗傾覆安全系數(shù) :M pK sM aM 被動(dòng)土壓力及支點(diǎn)力對(duì)樁底的抗傾覆彎矩,對(duì)于內(nèi)支撐支點(diǎn)力由內(nèi)支撐抗壓力p決定 ; 對(duì)于錨桿或錨索，支點(diǎn)力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。M 主動(dòng)土壓力對(duì)樁底的傾覆彎矩。a注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算。工況 1：注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算。序號(hào)支錨類(lèi)型材料抗力 (kN/m)錨固力 (kN/m)1錨桿0.0000.0002錨桿0.0000.000K s3722.3050.00012

15、95.615Ks = 2.873 >= 1.200,滿足規(guī)范要求。工況 2：注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算。序號(hào)支錨類(lèi)型材料抗力 (kN/m)錨固力 (kN/m)1錨桿70.12565.6372錨桿0.0000.000K s3722.305513.5431295.615Ks = 3.269 >= 1.200,滿足規(guī)范要求。-15精選文庫(kù)工況 3：注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算。序號(hào)支錨類(lèi)型材料抗力 (kN/m)錨固力 (kN/m)1錨桿70.12565.6372錨桿0.0000.000K s2083.506513.5431295.615滿足規(guī)范要求。K = 2.

16、004 >= 1.200,s工況 4：注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算。序號(hào)支錨類(lèi)型材料抗力 (kN/m)錨固力 (kN/m)1錨桿70.12565.6372錨桿114.89395.931K s2083.5061078.7811295.615Ks = 2.440 >= 1.200,滿足規(guī)范要求。工況 5：注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算。序號(hào)支錨類(lèi)型材料抗力 (kN/m)錨固力 (kN/m)1錨桿70.12565.6372錨桿114.89395.931K s633.9011078.7811295.615K = 1.321 >= 1.200,滿足規(guī)范要求。s-安

17、全系數(shù)最小的工況號(hào)：工況5。最小安全 Ks = 1.321 >= 1.200,滿足規(guī)范要求。-16精選文庫(kù)抗隆起驗(yàn)算-Prandtl(普朗德?tīng)?) 公式 (K s >= 1.1 1.2) ，注：安全系數(shù)取自建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范YB9258-97( 冶金部 ):D N qcN cK sHDqo2tanN qtan452eN cN q11tan15.2002N qtan453.142tan 15.2002e4.017N c4.0171111.103tan 15.20015.0134.0004.01721.90011.103K s19.2284.5004.00045.485Ks = 2.

18、318 >= 1.1,滿足規(guī)范要求。Terzaghi(太沙基 ) 公式 (K s >= 1.15 1.25) ，注：安全系數(shù)取自建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范YB-17精選文庫(kù)9258-97( 冶金部 ):D N qcN cK sH Dq23tan421eN q2ocos452N cN q11tan315.2002tan 15.20043.1421e2N q4.537215.200cos452N c4.5371113.019tan 15.20015.0134.0004.53721.90013.019K S19.2284.5004.00045.485Ks = 2.668 >= 1.15,

19、滿足規(guī)范要求。 隆起量的計(jì)算 注意：按以下公式計(jì)算的隆起量，如果為負(fù)值，按0處理 !875 1nD0.50.040.54i h iq6.37 c36125tani 1H式中 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/m 3) ；(kN/m 3) ；地下水位以下取土的飽和重度(kN/m 3);地下水位以上取土的天然重度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(zhǎng)度 (m);H 基坑的開(kāi)挖深度 (m);c 樁 ( 墻 ) 底面處土層的粘聚力(kPa); 樁 ( 墻 ) 底面處土層的內(nèi)摩擦角

20、 ( 度 );r 樁 ( 墻 ) 頂面到底處各土層的加權(quán)平均重度(kN/m 3);87514.00.50.040.541256.37 19.23113.1 45.56.021.9tan 15.206 = 54(mm)-18精選文庫(kù)抗管涌驗(yàn)算-抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù)(K >= 1.5):''1.50 hw'h2 D式中0 側(cè)壁重要性系數(shù) ; ' 土的有效重度 (kN/m 3); w 地下水重度 (kN/m 3);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。-19精選文庫(kù)嵌

21、固深度計(jì)算-嵌固深度計(jì)算參數(shù)：抗?jié)B嵌固系數(shù)1.200整體穩(wěn)定分項(xiàng)系數(shù)1.300圓弧滑動(dòng)簡(jiǎn)單條分法嵌固系數(shù)1.100嵌固深度考慮支撐作用嵌固深度計(jì)算過(guò)程：按建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99 圓弧滑動(dòng)簡(jiǎn)單條分法計(jì)算嵌固深度：圓心 (-1.062 ， 6.508) ，半徑 =8.078m，對(duì)應(yīng)的安全系數(shù) K = 1.369 1.300s嵌固深度計(jì)算值h 0= 1.500m嵌固深度設(shè)計(jì)值hd= h00= 1.100× 1.000 × 1.500= 1.650m嵌固深度采用值h d = 4.000m-20精選文庫(kù)2、深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)（二）-支護(hù)方案雙排樁支護(hù)-21精選文庫(kù)-基本

22、信息-內(nèi)力計(jì)算方法增量法規(guī)范與規(guī)程建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99基坑等級(jí)二級(jí)基坑側(cè)壁重要性系數(shù) 01.00基坑深度 H(m)6.000嵌固深度 (m)6.000樁頂標(biāo)高 (m)-1.500樁截面類(lèi)型圓形樁直徑 (m)1.000樁布置形式矩形樁排距 (m)2.500樁間距 (m)1.000混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30連梁寬度 (m)1.000連梁高度 (m)1.000前排樁有無(wú)冠梁有冠梁寬度 (m)1.000冠梁高度 (m)1.000水平側(cè)向剛度 (MN/m)9.956后排樁有無(wú)冠梁有冠梁寬度 (m)1.000冠梁高度 (m)1.000水平側(cè)向剛度 (MN/m)9.956放坡級(jí)數(shù)1超載個(gè)數(shù)1-放坡信息-坡號(hào)臺(tái)寬 (m)坡高 (m)坡度系數(shù)11.0001.5001.000-超載信息-超載類(lèi)型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長(zhǎng)度序號(hào)(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)120.000-22精選文庫(kù)-土層信息-土層數(shù)4坑內(nèi)加固