已知支护结构位移的基坑整体变形分析方法

发布时间：2019-10-14 06:18

【摘要】：受土体本构模型选取和参数取值的影响,采用有限单元法分析基坑的整体变形往往很难得到合理的计算结果。针对这一问题,提出了利用现场实测或是采用弹性地基梁法得到的支护结构变形作为位移边界条件,采用有限单元法进行基坑工程整体变形分析的方法,计算结果与材料参数的取值关系不再密切。通过分析比较不同支护结构位移模式、分析步骤对计算结果的影响,说明了同常规有限元分析一样,利用该方法计算过程应与实际开挖工况一致。通过三个工程实例验证了该方法的可靠性,为基坑整体变形分析提供了一个新的思路和途径。
【图文】：

·132·土木工程学报2015年1基本原理1．1算例分析利用图1中的算例基坑说明已知支护结构位移的基坑整体变形分析方法的基本原理。基坑采用地连墙和内支撑进行支护，地连墙厚0．4m，混凝土强度等级为C30，支撑间距4m，支撑刚度EA=1×105kN。图1算例基坑的几何尺寸及土体的计算参数Fig．1Calculationparametersoftheexample采用有限单元法按常规思路(称为方法一)对上述基坑进行分析，土体本构模型采用Hardening-Soil本构模型［4］，分别得到两步开挖工况基坑变形的结果。重新建立有限元模型对上述开挖过程进行模拟，不同之处在于每步开挖计算时将原计算得到的支护结构的水平变形作为已知条件施加于新的计算模型中，不再考虑支撑的作用(称为方法二)。计算结果表明方法一和方法二得到的基坑变形完全一致，见图2所示。图2不同计算方法得到的算例基坑地面沉降Fig．2Settlementresultsbydifferentcalculationmethod假设有一实际工程，各项参数与上述算例一样，则方法一的计算结果即为基坑的实际变形。方法二的计算结果与之一样，说明只要能获得支护结构的水平变形数据，即能准确地模拟整个基坑的变形。1．2材料参数对计算结果的影响以图1中参数为基准，土体的强度和刚度上下浮动30%，设F为材料参数改变系数，分别取为0．7、0．8、0．9、1．1、1．2、1．3进行计算。采用方法二时，支护结构的水平位移指定为方法一在F等于1时的计算结果。图3为计算得到的不同土体强度参数条件下的地面沉降曲线，当改变土体的刚度参数时亦能得到类似的曲线。从图3可见，材料参数改变时，方法一的结果变化较大，而方法二的结果基本没有变化。这说明如果已知支护结构的水平位移，将其作为位移边界条件，采用有限单元法计算得到的基坑变形受材?

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本文编号：2549128