文档介绍：支挡结构内力及基坑变形分析

基坑工程的设计计算一般包括三个方面的内容，即基坑稳定性验算、支挡构造内力分析及基坑变形计算。基坑稳定性验算是指分析基坑四周土体及土体与支护构造一起保持稳定的力量；支挡构造内力分析是指计算在理论上存在各自的局限性，没有考虑支挡构造与四周环境的相互影响、墙体变形对侧压力的影响、支锚构造设置过程中墙体构造内力和位移的变化、内侧坑底土加固或坑内外降水对支护构造内力和位移的影响，以及无法考虑到复合式构造的共同受力状态，无法从理论上反映支护构造的真实工作性状，在使用上受到了较大的限制，至今应用已经很少。本教材对这些方法不再赘述。

目前的工程实践中，支挡构造内力分析方法主要采纳的是平面杆系构造弹性支点法（简称弹性支点法，亦称平面竖向弹性地基梁法）和考虑土与构造共同作用的平面连续介质有限元方法。平面杆系弹性支点法是现行规程JGJ120—2022推举方法，一般采纳杆系有限元求解。对于具有明显空间效应的基坑，这两种方法不能反映基坑的三维性状，分析结果可能偏于保守;而对于基坑平面外形不规章的，平面方法无法反映全部支撑构造的受力和变形性状，特殊是对于阳角部位，其分析结果可能偏于担心全。为此，对于有明显空间效应的基坑和平面外形不规章的基坑，有必要采纳三维分析方法进展分析。目前，三维空间分析方法主要有两种，一种是弹性支点法的延长，不考虑土与构造共同作用的空间弹性地基板法，另一种是基于共同作用的三维连续介质有限元方法。大型三维空间有限元计算软件（如∶ABAQUS、ANSYS、PLAXIS、FLAC3D等）的开发，为三维分析供应了条件，但由于这些软件在应用上受到较多的实际状况的限制，因此仍待进一步讨论摸索。

本节主要介绍平面杆系构造弹性支点法，对空间弹性地基板法以及平面与三维连续介质有限元法进展简介。

弹性支点法
弹性支点法是在弹性地基梁分析方法根底上形成的一种方法，弹性地基梁的分析是考虑地基与根底共同作用条件，假定地基模型后对根底梁的内力与变形进展的分析计算。

由于地基模型变化的多样性，弹性地基梁的分析方法也特别多。地基模型指的是地基反力与变形之间的关系，至今，学术界提出了不少模型，然而，由于问题的简单性，不管哪一种模型都还难以完全反映地基的工作性状，因而都具有肯定的局限性。目前，运用最多的是线性弹性模型，包括文克尔地基模型、弹性半空间地基模型和有限压缩层地基模型。

根据文克尔地基模型，实质上就是把地基看作是很多小土柱组成，并假设各土柱之间无摩擦力，马上地基视为很多不相联系的弹簧组成的体系，也即假定地基中只有正应力而没有剪应力，因此，地基的沉降只发生在基底范围以内。

事实上，土柱之间存在着剪应力，正是剪应力的存在，才使基底压力在地基中产生应力集中，并使基底以外的地表发生沉降。