基于Midas的深基坑变形监测及有限元分析

发布时间：2020-06-21 12:51

【摘要】：近年来,BIM(Building Information Modeling)技术不断发展,在建筑工程领域中的应用越来越广泛,但在基坑工程中的应用还只处于初级阶段。Midas GTS是一种应用于岩土工程的有限元分析软件,且广泛应用于基坑工程。本文以某万达深基坑工程为例,创新点在于将BIM技术与有限元分析软件相结合,通过BIM核心建模软件Revit根据基坑支护平面图和基坑支护设计图对基坑进行建模,提供了一个包含各种信息的基坑信息模型,通过模型的可视化能够清晰明了的展现项目,并以此模型导出二维DWG图纸,通过适当的修改并导入Midas GTS中,进行建模、划分网格、模拟施工工序和进行计算,通过对基坑坑底沉降位移云图进行分析,通过对比6种工序所对应的云图数据,表明基坑开挖深度在增大的过程中,坑底土体发生隆起现象,且变形逐渐增大。有限元分析计算得到的结果是否实用,需要有实际现场的监测数据与之进行比较,所以要进行基坑位移监测。Revit软件用于对监测点族进行建模,并在基坑模型中视觉上进行可视化直观地查看并优化基坑模型中监测点的布置。在现场实际工程中监测点的布置,要根据BIM模型中对应的位置进行布置和监测,包括:监测基坑坡顶水平位移和垂直位移,监测围护结构水平位移,并记录结果。通过将有限元分析结果与实际监测数据进行对比分析,得到如下结论:(1)本例基坑坡顶最大沉降量发生在没设置地连墙部分的中间位置点,模拟值为-4.6mm,现场实际监测值为-5.2mm。基坑周围坡顶位置处沉降模拟值与实测值相差很小,趋势基本相同,实测值相比模拟值略大。(2)基坑土层在开挖的过程中,基坑坡顶水平位移不断的增加。施作地连墙,对基坑继续开挖水平位移的增大有抑制作用。基坑侧壁施作锚杆和喷射混凝土面层,也会小量的减小基坑侧壁的水平位移。具有边角效应的位置处相比临近其他位置,水平位移相对较小。(3)本例中当基坑刚进行开挖并未设锚杆支撑时,单/双排砼桩和钢管桩等刚度替换的地连墙,全都表现出向基坑内侧发生位移,且顶部最大底部最小,呈现出悬臂式的分布。随着基坑开挖的进行基坑深度变大,单/双排砼桩等刚度替换的地连墙继续表现为向基坑内的三角形水平位移或平行刚体位移,而钢管桩等刚度替换的地连墙在施作锚杆后,则表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动,墙体腹部向基坑内突出。
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU753
【图文】：

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图 2-1 基坑 CAD 平面图Figure 2-1 CAD plan of foundation pit2. 场地工程地质条件（1）场地位置与地形、地貌拟建场地位于益阳市益阳大道与罗溪路交汇处。原始地貌属低丘地貌，地形西高东低。整体地形起伏较大，地面最低高程 35.37m，位于场地北东沟谷地段，最高高程 55.71m，位于场地西北端低邱，高差 20.34m，区内交通较方便。（2）地质构造拟建场地位于地处安化－浏阳东西向构造带中段与新华夏系第二沉降带所属沅江－邵阳拗陷带拼接复合处，跨越洞庭湖拗陷区与宁乡－邵阳相对隆起区之间，构造上处于复合部位。在这个部位上，地壳经历过长期的构造运动，并由地槽型沉积逐步转为地台型陆相沉积。区域内隆拗明显、断裂不发育。场地地层为武陵期（β）细碧玄武岩及第四系地层组成，岩层倾角一般较缓，未见大

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图 2-2 修改后的基坑平面图Figure 2-2 modified foundation pit plan图 2-3 导入 Revit 中的基坑平面图Figure 2-3 Pit plan for importing Revit2.2.3 基坑模型的建立

【参考文献】