文档介绍：深基坑开挖与支护的有限元模拟摘要随着城市建设的快速发展,高层建筑的大量兴建以及城市地下空间的开发利用,出现了大量的深基坑工程。本文利用边坡数值分析软件郧嗟和邦广场基坑工程的开挖与支护进行了弹塑性有限元模拟。据此分析了土体的位移、主应力分布、施工过程中支护结构受力,并比较了基坑顶部水平位移的计算值与实测值,两者吻合较好。有限元计算结果表明:霉こ淘谕裂沽ψ饔孟轮Щぷ谋湫问峭淝湫危ザ怂轿灰谱畲蟆涌拥椎穆∑鹚孀趴M谏疃鹊脑龃螅∑鹆恳菜嬷龃螅畲舐∑鹆糠Щそ峁垢谋淞送撂逯兄饔αΦ姆植迹纳屏送撂宓氖芰ψ纯觥びαγ8说氖芰λ孀趴M谏疃仍黾佣龃螅畲笥αΤ鱿衷谧钕旅嬉坏锚杆的自由段,在工程的设计中应该注意支护结构的入土深度,防止“踢脚”现象发生,导致工程事故。有限元方法可以较好地模拟深基坑支护结构的受力和变形情况,并容易发现设计中的缺陷和不足。因此,有限元模拟可以为工程设计和现场施工提供理论参考和指导,具有实际工程意义。关键词:深基坑;开挖与支护;有限元;弹塑性生在基坑的中部。
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髀课题背景及研究意义随着城市建设的发展,各类用途的地下空间已在世界各大城市中广为利用,诸如高层建筑多层地下室、地下铁道及地下车站、地下停车库、地下商场、地下街道、地下仓库、海岸和河岸护堤以及多种民用和工业设施等,由此产生了大量的深基坑工程,且规模和深度不断加大拧;庸こ淌俏1Vせ雍偷叵陆峁沟安全施工及周围环境不受损害而进行的基坑支护、地下水控制、土方开挖与回填等技术工作和完成实体的总和,包括勘察、设计、施工和监测等内容。在我国,自世纪年代以来,随着经济建设的发展出现了大量的基坑工程。目前,随着高层和超高层建筑的发展,以及人们对地下空间的开发和利用日益增多,基坑工程不仅数量增多,而且向更大、更深的方向发展。基坑开挖深度超过谋缺冉允牵缜嗟和虬罟愠≈髀セ由畲,福州新世纪大厦基坑开挖深度达.,上海经贸大厦Ⅲ主楼基坑深达;涌M诿婊苍嚼丛酱螅许多基坑面积超过渲猩虾;愀酃愠〈笙没涌M诿婊。大量的基坑工程集中在地质条件差、施工场地狭小、施工条件复杂、建筑物密集的沿海市区,基坑围护体系不仅要保证基坑及围护结构本身的安全,而且还要保证周围建筑物和市政设施的安全以及正常使用,也就是说基坑还存在着环境效应的问题。因此,基坑工程是一个综合性强的岩土工程问题,涉及了土力学中的强度、稳定、土与支护结构的相互作用和变形等复杂的土力学问题。其中支护结构的变形及稳定性对工程的安全影响最直接,事故发生率也最高。近年来国内出现较大事故的深基坑工程实例进行分析表明,%、、坑底隆起仅占%,环境破坏占%┦鹿是嵩蛟斐苫游Щぬ逑灯苹担Ц吖こ淘旒郏映すて冢卦造成基坑坍塌,工程失败,甚至人员伤亡。因此,基坑工程设计计算方法需要进行深入的研究,这已成为土木工程界的研究热点和难点课题。结构主要受土压力影响,而土压力是在各种工况下,受时间因素及场地自然环境基坑支护结构设计的关键是支护结构受力及引起的变形。一般情况下,支护深基坑开挖与支护的有限元模拟
,土压力大小和支护结构变形是相互制约和相互关联的∞R虼耍实际工程中各级开挖引起的土压力变化和支护结构位移之间的关系一直是工程设计人员关心的重要问题。此外深基坑开挖对周围环境条件的影响也是基坑工程中很重要的一个问题。因此,基坑开挖数值模拟具有重要的理论和工程实践意义。深基坑工程是一项综合性很强的系统工程。如果其中某一部分出现问题,就会影响整个工程的安全,因此它要求岩土工程、结构工程和现场施工技术人员密切配合和沟通,信息共享,才能保证深基坑工程安全顺利的完成。深基坑工程具有以下特点阻游Щそ峁故橇偈钡模踩ù⒈附闲。哂薪洗蠓缦招裕谑┕す讨应进行监测,并应有应急措施,在施工过程一旦出现险情需及时抢救。庸こ叹哂泻芮康那蛐裕煌牡厍こ痰刂侍跫退牡刂侍跫不同,且差别较大,因而基坑围护结构设计及施工与开挖方式都应因地制宜,只庸こ套酆闲院芮浚唤鲂枰Q彝凉こ痰闹J叮残枰=峁构こ痰闹识,否则不能正确地进行设计与施工。游Щそ峁股杓剖蓖裂沽Φ娜范ㄊ亲罨镜模币彩呛苣炎既氛莆盏模在开挖过程中它是一个变量,随开挖深度、宽度、墙体横向和纵向位移、地下水情况而变,在设计中必须同时考虑这些因素,否则不会得出正确的结论。庸こ叹哂薪锨康氖笨招вΑ;拥纳疃群推矫嫘巫炊曰游Щそ峁刮定性和变形有较大影响,即具有空间效应。土具有蠕变性质,作用在围护结构上的土压力随时间变化,蠕变使土体强度降低,将使土坡稳定性变小,即基坑工程常用的基坑支护方法有桩、板、墙、管等几种形式,。挡土结构和支撑体