工程軟件應(yīng)用實習(xí)報告

1、工程軟件應(yīng)用實習(xí)報告專業(yè)：勘查技術(shù)與工程班級學(xué)號：姓名：指導(dǎo)老師：南京工業(yè)大學(xué)交通運輸工程學(xué)院二一八年七月精選文庫目錄前言3一、目的任務(wù)3二、地質(zhì)概況3三、理正深基坑計算過程4四、兩種支護(hù)方式計算書51、深基坑支護(hù)設(shè)計（一）52、深基坑支護(hù)設(shè)計（二）21五、錨桿式排樁和雙排樁對比分析351、計算結(jié)果對比分析352、計算結(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)對比372、理正深基坑軟件使用心得38-2精選文庫前言本專業(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)專業(yè)基礎(chǔ)知識和實驗、實踐技能，將其應(yīng)用于國土資源勘查與評價、各種工程建設(shè)勘察、基礎(chǔ)工程設(shè)計與施工、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)、地下管線非開挖鋪設(shè)、地下空間開發(fā)等工程領(lǐng)域。目前常用的勘察類軟件有AutoCAD 、理正工程地質(zhì)勘察、華寧以及華巖等，設(shè)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 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)計專業(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)行了計算，最后對計算結(jié)果進(jìn)行了對比分析。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)行計算并對計算結(jié)果進(jìn)行比對和分析。二、地質(zhì)概況基坑開挖深度6.0m ，開挖面積200× 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精選文庫三、理正深基坑計算過程應(yīng)用理正深基坑軟件的計算過程如下：1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)分析的基本模型：結(jié)構(gòu)按平面應(yīng)變問題考慮，取單元長度進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)結(jié)構(gòu)的對稱性，取一半結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算；基底下坑內(nèi)土體對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

5、；回筑階段采用增量法計算。2、結(jié)構(gòu)施工過程采用“增量法"進(jìn)行受力分析，開挖期間圍護(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程，遵循“先變位，后支撐”的原則。在計算中計入結(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)計算，地基對結(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精選文庫四、兩種支護(hù)方式計算書1、深基坑支護(hù)設(shè)計（一）-支護(hù)方案排樁 +錨桿支護(hù)-5精選文庫 基本信息 -內(nèi)力計算方法增量法規(guī)范與規(guī)程建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99基坑等級一級基坑側(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樁截面類型圓形樁直徑 (m)0.800樁間距 (m)1.400混凝土強(qiáng)度等級C30有無冠梁有冠梁寬度 (m)1.000冠梁高度 (m)0.800水平側(cè)向剛度 (MN/m)9.956放坡級數(shù)1超載個數(shù)1支護(hù)結(jié)構(gòu)上的水平集中0力- 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 -超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長度序號(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)120.000- 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

7、與序號(kN)(m)傾覆穩(wěn)定整體穩(wěn)定-6精選文庫-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)水位是否隨開挖過程變化否內(nèi)側(cè)水位距開挖面距離(m)-彈性計算方法按土層指定彈性法計算方法m法-土層參數(shù) -層號土類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-層號與錨固體摩粘聚力內(nèi)摩擦角水土計算方法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土類名稱粘聚力內(nèi)摩擦角水土計算方法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- 支錨信息 -支錨道數(shù)2支錨支錨類型水平間距豎向間距入射角總

9、長錨固段道號(m)(m)( ° )(m)長度 (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(kN)(MN/m)直徑 (mm)號調(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 :層號土類名稱水土水壓力主動土壓力被動土壓力被動土壓力調(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類型(m)道號1開挖2.400-2加撐-1. 錨桿3開挖4.400-4加撐-2. 錨桿-8精選文庫5開挖6.000-設(shè)計結(jié)果-結(jié)構(gòu)計算-各工況：-9精選文庫-10精選文庫內(nèi)力位移包絡(luò)圖：-11精選文庫地表沉降圖：-冠梁選筋結(jié)果-鋼筋級別選筋A(yù)s1HRB3352D16As2HRB3352D16As3HRB335D162-環(huán)梁選筋結(jié)果-鋼筋級別選筋A(yù)s1HPB

11、2351d12As2HPB2351d12As3HPB235d121-12精選文庫- 截面計算 - 截面參數(shù) 樁是否均勻配筋是混凝土保護(hù)層厚度 (mm)20樁的縱筋級別HRB335樁的螺旋箍筋級別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荷載分項系數(shù)1.25配筋分段數(shù)一段各分段長度 (m)8.50 內(nèi)力取值 段內(nèi)力類型彈性法經(jīng)典法內(nèi)力內(nèi)力號計算值計算值設(shè)計值實用值基坑內(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段選筋類型級別鋼筋實配 計算 面積號實配值(mm2或 mm2/m)1縱筋HRB33520D1430793016箍筋HRB335D121501508865加強(qiáng)箍筋HRB335D142000154- 錨桿計算 - 錨桿參數(shù) 錨桿鋼筋級別HRB400錨索材料強(qiáng)度設(shè)計值(MPa)1220.000錨索采用鋼絞線種類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)度分項系數(shù)1.300錨桿荷載分項系數(shù)1.250-13精選文庫

13、錨桿內(nèi)力 支錨道號錨桿最大內(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)計值 (kN)實用值 (kN)1312.50101.44126.80126.802315.38158.92198.66198.66錨桿自由段長度計算簡圖支錨道號支錨類型鋼筋或自由段長度錨固段長度實配 計算 面積錨桿剛度鋼絞線配筋實用值 (m)實用值 (m)(mm2)(MN/m)1錨桿1E256.06.549142314.432錨桿1E326.09.580466322.19-整體穩(wěn)定驗算-14精選文庫計算方法：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)定性驗算-抗傾覆安全系數(shù) :M pK sM aM 被動土壓力及支點力對樁底的抗傾覆彎矩,對于內(nèi)支撐支點力由內(nèi)支撐抗壓力p決定 ; 對于錨桿或錨索，支點力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。M 主動土壓力對樁底的傾覆彎矩。a注意：錨固力計算依據(jù)錨桿實際錨固長度計算。工況 1：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 s3722.305513.5431295.615Ks = 3.269 >= 1.200,滿足規(guī)范要求。-15精選文庫工況 3：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 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：工況5。最小安全 Ks = 1.321 >= 1.200,滿足規(guī)范要求。-16精選文庫抗隆起驗算-Prandtl(普朗德爾 ) 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。 隆起量的計算 注意：按以下公式計算的隆起量，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 ) 的嵌入長度 (m);H 基坑的開挖深度 (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精選文庫抗管涌驗算-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精選文庫嵌

21、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嵌固深度考慮支撐作用嵌固深度計算過程：按建筑基坑支護(hù)技術(shù)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(yīng)的安全系數(shù) K = 1.369 1.300s嵌固深度計算值h 0= 1.500m嵌固深度設(shè)計值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2、深基坑支護(hù)設(shè)計（二）-支護(hù)方案雙排樁支護(hù)-21精選文庫-基本

22、信息-內(nèi)力計算方法增量法規(guī)范與規(guī)程建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99基坑等級二級基坑側(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C30連梁寬度 (m)1.000連梁高度 (m)1.000前排樁有無冠梁有冠梁寬度 (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-超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長度序號(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)120.000-22精選文庫-土層信息-土層數(shù)4坑內(nèi)加固