工程软件应用实习报告

精选文库工程软件应用实习报告专 业：勘查技术与工程班级学号：姓 名：指导老师：南京工业大学交通运输工程学院二一八年七月目录前言3一、目的任务3二、地质概况3三、理正深基坑计算过程4四、两种支护方式计算书51、深基坑支护设计（一）52、深基坑支护设计（二）21五、锚杆式排桩和双排桩对比分析351、计算结果对比分析352、计算结果差异分析37六、小结381、锚杆式排桩支护与双排桩支护对比382、理正深基坑软件使用心得38前言本专业是以地质学、岩土工程学等为基础，系统学习专业基础知识和实验、实践技能，将其应用于国土资源勘查与评价、各种工程建设勘察、基础工程设计与施工、工程技术管理和科学研究的学科。随着社会经济的发展，勘查技术与工程应用领域不断拓宽，除传统的地质调查工作外，已广泛应用于工业建筑、道路桥梁、城市建设等各类建筑施工中的地基基础工程以及地质灾害防治、边坡支护、地下管线非开挖铺设、地下空间开发等工程领域。目前常用的勘察类软件有AutoCAD、理正工程地质勘察、华宁以及华岩等，设计类软件分为简单解析法计算和大型三维空间有限元（也就是数值模拟），简单解析法计算有Excel小程序、理正（深基坑、岩土计算、沉降、边坡、降水等）、启明星、Midas、GeoStudio以及Rocscience 系列，大型三维空间有限元软件有Flac3D/Flac2D、Midas/GTS、Plaxis、Ansys、Abaqus、Adina还有目前国内获住建部认证兴起的GEO5和OptumG2/G3。由于各种条件的限制，本次深基坑设计专业软件应用采用的是理正深基坑。采用了两种不同支护方式进行了计算，最后对计算结果进行了对比分析。一、目的任务1、熟悉理正勘察和CAD的基本操作以及掌握理正基坑应用。2、试采用两种不同的支护方式用理正深基坑软件进行计算并对计算结果进行比对和分析。二、地质概况基坑开挖深度6.0m，开挖面积200160，天然地下水位地面下2.0m，地面超载20kPa。层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1素填土1.0018.48.410.009.002淤泥质土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、理正深基坑计算过程应用理正深基坑软件的计算过程如下：1、围护结构分析的基本模型：结构按平面应变问题考虑，取单元长度进行结构分析，根据结构的对称性，取一半结构进行计算；基底下坑内土体对墙体的抗力作用以一系列弹簧进行模拟，基底面以下5m范围内土刚度按线性分布，往下为常数；背侧向荷载按主动土压力计算，采用水土合算，基底面以下土压力为常数；拆支撑以支撑点施加一个虚拟集中力模拟；回筑阶段采用增量法计算。2、结构施工过程采用“增量法进行受力分析，开挖期间围护结构作为支挡结构，承受全部的水土压力及路面荷载，使用阶段和主体结构一起承载。施工阶段受力分析模拟了施工过程，遵循“先变位，后支撑”的原则。在计算中计入结构的先期位移值及支撑变形，采用弹性有限元法进行结构计算，地基对结构的作用采用分布水土压力及一系列不能受拉的弹簧进行模拟，最终的位移及内力值为各阶段累加值。四、两种支护方式计算书1、深基坑支护设计（一）- 支护方案 排桩+锚杆支护- 基本信息 -内力计算方法增量法规范与规程建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99基坑等级一级基坑侧壁重要性系数01.00基坑深度H(m)6.000嵌固深度(m)4.000桩顶标高(m)-1.500桩截面类型圆形 桩直径(m)0.800桩间距(m)1.400混凝土强度等级C30有无冠梁 有 冠梁宽度(m) 1.000 冠梁高度(m) 0.800 水平侧向刚度(MN/m) 9.956放坡级数 1超载个数 1支护结构上的水平集中力0- 放坡信息 -坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数11.0001.5001.000- 超载信息 -超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号 (kPa,kN/m)(m)(m)(m) (m)120.000- 附加水平力信息 -水平力作用类型水平力值作用深度是否参与是否参与序号 (kN)(m)倾覆稳定整体稳定- 土层信息 -土层数 4坑内加固土 是内侧降水最终深度(m)6.500外侧水位深度(m)2.000内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离(m)-弹性计算方法按土层指定弹性法计算方法m法- 土层参数 -层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1素填土1.0018.4-10.009.002淤泥质土3.6020.08.18.008.003粘性土4.3019.89.830.5015.404粘性土30.0019.39.3-层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值抗剪强度 擦阻力(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- 加固土参数 -土类名称宽度层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角 (m)(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)人工加固土1.72.00018.0008.00020.00030.000土类名称粘聚力内摩擦角水土计算方法 m,C,K值 水下(kPa)水下(度) 人工加固土15.00015.000分算m法10.000- 支锚信息 -支锚道数2支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号 (m)(m)()(m)长度(m)1锚杆2.8001.90015.0012.506.502锚杆2.8002.00015.0015.509.50支锚预加力支锚刚度锚固体工况锚固力材料抗力材料抗力道号(kN)(MN/m)直径(mm)号调整系数(kN)调整系数1300.0015.0015021.00196.351.002300.0030.0015041.00321.701.00- 土压力模型及系数调整 -弹性法土压力模型: 经典法土压力模型: 层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力 调整系数调整系数调整系数最大值(kPa)1素填土合算1.0001.0001.00010000.0002淤泥质土合算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- 工况信息 -工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖2.400-2加撑-1.锚杆3开挖4.400-4加撑-2.锚杆5开挖6.000- 设计结果 - 结构计算 -各工况：内力位移包络图：地表沉降图：- 冠梁选筋结果 - 钢筋级别选筋As1HRB3352D16As2HRB3352D16As3HRB335D162- 环梁选筋结果 - 钢筋级别选筋As1HPB2351d12As2HPB2351d12As3HPB235d121- 截面计算 - 截面参数 桩是否均匀配筋 是 混凝土保护层厚度(mm)20桩的纵筋级别HRB335桩的螺旋箍筋级别HRB335桩的螺旋箍筋间距(mm)150弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)8.50 内力取值 段内力类型弹性法经典法内力内力号 计算值计算值设计值实用值基坑内侧最大弯矩(kN.m)192.3455.41204.37204.371基坑外侧最大弯矩(kN.m)49.33107.2252.4152.41最大剪力(kN)128.6984.08160.87160.87段选筋类型级别钢筋实配计算面积号 实配值(mm2或mm2/m)1纵筋HRB33520D1430793016箍筋HRB335D121501508865 加强箍筋HRB335D142000154- 锚杆计算 - 锚杆参数 锚杆钢筋级别HRB400锚索材料强度设计值(MPa)1220.000锚索采用钢绞线种类1 7锚杆材料弹性模量(105 MPa)2.000锚索材料弹性模量(105 MPa)1.950注浆体弹性模量(104MPa)3.000土与锚固体粘结强度分项系数1.300锚杆荷载分项系数1.250 锚杆内力 支锚道号锚杆最大内力锚杆最大内力锚杆内力锚杆内力 弹性法(kN)经典法(kN)设计值(kN)实用值(kN)1312.50101.44126.80126.802315.38158.92198.66198.66 锚杆自由段长度计算简图 支锚道号支锚类型钢筋或自由段长度锚固段长度实配计算面积锚杆刚度 钢绞线配筋实用值(m)实用值(m)(mm2)(MN/m)1锚杆1E256.06.549142314.432锚杆1E326.09.580466322.19- 整体稳定验算 -计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法条分法中的土条宽度: 0.40m滑裂面数据整体稳定安全系数 Ks = 1.762圆弧半径(m) R = 11.446圆心坐标X(m) X = -0.564圆心坐标Y(m) Y = 7.364- 抗倾覆稳定性验算 -抗倾覆安全系数:Mp被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。Ma主动土压力对桩底的倾覆弯矩。注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 工况1： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚杆 0.000 0.000 2 锚杆 0.000 0.000 Ks = 2.873 = 1.200, 满足规范要求。 工况2： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚杆 70.125 65.637 2 锚杆 0.000 0.000 Ks = 3.269 = 1.200, 满足规范要求。 工况3： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚杆 70.125 65.637 2 锚杆 0.000 0.000 Ks = 2.004 = 1.200, 满足规范要求。 工况4： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚杆 70.125 65.637 2 锚杆 114.893 95.931 Ks = 2.440 = 1.200, 满足规范要求。 工况5： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚杆 70.125 65.637 2 锚杆 114.893 95.931 Ks = 1.321 = 1.200, 满足规范要求。 - 安全系数最小的工况号：工况5。 最小安全Ks = 1.321 = 1.200, 满足规范要求。- 抗隆起验算 -Prandtl(普朗德尔)公式(Ks = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 2.318 = 1.1, 满足规范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks = 1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 2.668 = 1.15, 满足规范要求。 隆起量的计算 注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理!式中基坑底面向上位移(mm);n从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;ri第i层土的重度(kN/m3)； 地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3);hi第i层土的厚度(m);q基坑顶面的地面超载(kPa);D桩(墙)的嵌入长度(m);H基坑的开挖深度(m);c桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa);桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);r桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3); = 54(mm)- 抗管涌验算 -抗管涌稳定安全系数(K = 1.5):式中0侧壁重要性系数;土的有效重度(kN/m3);w地下水重度(kN/m3);h地下水位至基坑底的距离(m);D桩(墙)入土深度(m);K = 3.004 = 1.5, 满足规范要求。- 嵌固深度计算 -嵌固深度计算参数：抗渗嵌固系数1.200整体稳定分项系数1.300圆弧滑动简单条分法嵌固系数1.100嵌固深度考虑支撑作用嵌固深度计算过程： 按建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度： 圆心(-1.062，6.508)，半径=8.078m，对应的安全系数Ks = 1.369 1.300 嵌固深度计算值 h0 = 1.500m 嵌固深度设计值 hd = 0h0 = 1.1001.0001.500 = 1.650m 嵌固深度采用值 hd = 4.000m 2、深基坑支护设计（二） - 支护方案 双排桩支护- 基本信息 -内力计算方法增量法规范与规程建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数01.00基坑深度H(m)6.000嵌固深度(m)6.000桩顶标高(m)-1.500桩截面类型圆形 桩直径(m)1.000桩布置形式矩形 桩排距(m)2.500 桩间距(m)1.000混凝土强度等级C30连梁宽度(m)1.000连梁高度(m)1.000前排桩有无冠梁 有 冠梁宽度(m) 1.000 冠梁高度(m) 1.000 水平侧向刚度(MN/m) 9.956后排桩有无冠梁有 冠梁宽度(m) 1.000 冠梁高度(m) 1.000 水平侧向刚度(MN/m) 9.956放坡级数 1超载个数 1- 放坡信息 -坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数11.0001.5001.000- 超载信息 -超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号 (kPa,kN/m)(m)(m)(m) (m)120.000- 土层信息 -土层数 4坑内加固土 是内侧降水最终深度(m)6.500外侧水位深度(m)2.000弹性计算方法按土层指定弹性法计算方法m法- 土层参数 -层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1素填土1.0018.4-10.009.002淤泥质土3.6020.08.18.008.003粘性土4.3019.89.830.5015.404粘性土30.0019.39.3-层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值抗剪强度 擦阻力(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- 加固土参数 -土类名称宽度层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角 (m)(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)人工加固土1.72.00018.0008.00020.00030.000土类名称粘聚力内摩擦角水土计算方法 m,C,K值 水下(kPa)水下(度) 人工加固土15.00015.000分算m法10.000- 土压力模型及系数调整 -弹性法土压力模型:经典法土压力模型:层号土类名称水土水压力主动土压力主动土压力被动土压力被动土压力 调整系数调整系数1调整系数2调整系数最大值(kPa)1素填土合算1.0001.0000.0001.00010000.0002淤泥质土合算1.0001.0000.0001.00010000.0003粘性土合算1.0001.0000.0001.00010000.0004粘性土合算1.0001.0001.0001.00010000.000- 工况信息 - 双排桩计算模型： 工况参数：工况工况深度支锚等效分担分担号类型(m)道号深度(m)系数1系数21开挖6.000-2.6690.8020.198- 设计结果 - 结构计算 -各工况：内力位移包络图： 地表沉降图：- 前排桩冠梁选筋结果 - 钢筋级别选筋As1HRB3352D16As2HRB3352D16As3HPB235d8200- 后排桩冠梁选筋结果 - 钢筋级别选筋As1HRB3352D16As2HRB3352D16As3HRB335D162- 截面计算 - 前排桩截面配筋参数 桩是否均匀配筋 是 混凝土保护层厚度(mm)50桩的纵筋级别HRB335桩的螺旋箍筋级别HRB335桩的螺旋箍筋间距(mm)150弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)10.50 前排桩内力取值 段内力类型内力内力内力号 计算值设计值实用值前基坑内侧最大弯矩(kN.m)156.80166.60166.601基坑外侧最大弯矩(kN.m)23.0024.4424.44最大剪力(kN)88.44110.54110.54段选筋类型级别钢筋实配计算面积号 实配值(mm2或mm2/m)1纵筋HRB33524D1648254712箍筋HRB335D1215015081136 加强箍筋HRB335D142000154 后排截面桩配筋参数 桩是否均匀配筋 是 混凝土保护层厚度(mm)50桩的纵筋级别HRB335桩的螺旋箍筋级别HRB335桩的螺旋箍筋间距(mm)150弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)10.50 后排桩内力取值 段内力类型内力内力内力号 计算值设计值实用值后基坑内侧最大弯矩(kN.m)83.2488.4488.441基坑外侧最大弯矩(kN.m)38.0540.4340.43最大剪力(kN)29.3436.6836.68段选筋类型级别钢筋实配计算面积号 实配值(mm2或mm2/m)1纵筋HRB33524D1648254712箍筋HRB335D1215015081136 加强箍筋HRB335D142000154 连梁截面配筋参数 混凝土保护层厚度(mm)50连梁的纵筋级别HRB335连梁箍筋级别HRB335连梁的箍筋间距(mm)150弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25 连梁内力取值 段内力类型内力内力内力号 计算值设计值实用值连梁上侧最大弯矩(kN.m)174.43185.33185.331连梁下侧最大弯矩(kN.m)0.000.000.00最大剪力(kN)19.1123.8823.88段选筋类型级别钢筋实配计算面积号 实配值(mm2或mm2/m)连梁上侧纵筋HRB3357D20219921451连梁下侧纵筋HRB3357D2021992145箍筋HRB335D1215015081144- 整体稳定验算 -计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法条分法中的土条宽度: 1.00m滑裂面数据整体稳定安全系数 Ks = 1.974圆弧半径(m) R = 14.697圆心坐标X(m) X = 1.015圆心坐标Y(m) Y = 8.485- 抗倾覆稳定性验算 -抗倾覆安全系数:Mp被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。MG双排桩自重对桩底的抗倾覆弯矩。Ma主动土压力对桩底的倾覆弯矩。注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 工况1： Ks = 1.277 = 1.200, 满足规范要求。 - 抗隆起验算 -Prandtl(普朗德尔)公式(Ks = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 2.577 = 1.1, 满足规范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks = 1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 2.953 = 1.15,