深基坑开挖与支护模拟仿真分析.kdh
- 格式:pdf
- 大小:1.13 MB
- 文档页数:4
深基坑开挖有限元模拟及现场实测研究共3篇深基坑开挖有限元模拟及现场实测研究1深基坑开挖是城市建设中常见的一项工程,其施工过程涉及到复杂的地质条件和土力学性质,需要选择合适的开挖工艺以及进行科学的现场管理。
通过有限元模拟和现场实测研究,可以更好地掌握深基坑开挖的关键技术和避免工程事故。
一、深基坑开挖的有限元模拟研究1.选取模型有限元模拟研究需要从实际工程出发,在模型选择上要考虑到基坑的深度、土层性质和土体状态等因素。
一般来说,深基坑开挖的有限元模型可以分为全尺度和局部尺度两种。
全尺度模型主要考虑基坑周围的影响因素,包括建筑物、道路、桥梁等,更具有综合性和实用性;而局部尺度模型着重考虑基坑内部的变形和应力分布规律,更加精细。
2.确定材料参数及边界条件在模型构建之前,需要确定土的物理力学参数、断裂面和裂隙等模型参数,并设定模型变形和应力边界条件。
一般来说,这些参数的设定会影响到模型的精度和收敛速度。
3.模拟分析在模型构建、参数设定之后,进行仿真计算,获取模型变形和应力分布规律,从而判断深基坑开挖过程中可能出现的问题和安全风险。
在此基础上,可以设计更加合理的开挖方案,从而避免工程事故的发生。
二、深基坑开挖的现场实测研究1.场地勘察深基坑开挖的现场实测研究需要进行详细的场地勘察,包括地质勘察、水文勘察以及周边地形和土地利用状况等。
通过合理的场地勘察,可以更准确地分析地质条件和土力学性质,指导深基坑开挖的实际操作。
2.数据采集数据采集是现场实测研究的关键步骤,需要安装监测仪器,记录现场的土体变形和应力变化。
其中包括垂直变形、水平变形、扭转变形等各种类型,可以通过测钻、测绘等手段进行采集。
3.实测分析通过数据采集和实测分析,可以获取土体在不同阶段的变形和应力变化特征,判定深基坑开挖过程中可能出现的地质问题和安全隐患。
同时,实测数据可以与有限元模拟结果进行对比和验证,提高模拟精度。
总结深基坑开挖是一项复杂的工程,需要进行科学的设计、管理和监测。
深基坑支护开挖过程模拟分析张瑞敏;刘华伟【摘要】深基坑开挖过程是繁杂的动态系统工程,依托于某项目主楼深基坑采用Ansys软件对其开挖过程进行数值模拟分析应力、应变及位移等,得出了基坑底部的隆起,基坑周围土体的沉降、支护结构的变形等情况,为基坑支护结构设计和施工提供相应参考.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2014(036)007【总页数】3页(P105-107)【关键词】深基坑;支护开挖;数值模拟;三维有限元模型【作者】张瑞敏;刘华伟【作者单位】黄淮学院建筑工程学院,河南驻马店463000;黄淮学院建筑工程学院,河南驻马店463000【正文语种】中文【中图分类】TU473我国正处在经济快速发展时期,城市人口激增、城市化进程日益加快,集约利用土地随之得到重视。
目前各种用途的地下空间己在世界各大城市中得到开发和利用,规模较大的高层的地下工程会涉及到深基坑工程,这些工程表现出了如下特点:基坑规模越来越大、基坑开挖深度越来越深,基坑周围场地越来越小,场地紧凑,基坑周围环境的制约因素越来越多,为当前建筑业的一大技术难点[1]。
由于基坑开挖过程的复杂性,传统的理论方法和常规分析难以合理地预测施工过程中土与结构的受力和变形情况[2]。
随着计算机技术的发展,有限元法[3]已成为分析基坑和基础工程问题的强有力的工具。
有限元法是用有限个单元将连续体离散化,通过对有限个单元作分片插值求解各种力学、物理问题的一种数值方法。
有限元法用于基坑工程施工过程的基本原理是将一个连续的基坑体,离散成分散的单元体,利用网格剖分技术,将基坑剖面体系在形式上划分为有限个单元体[4],进而从整体上分析应力,从而判断土体和支护结构的整体稳定性。
在众多的有限元软件中,Ansys有限元分析软件是美国Ansys公司开发的目前国际最为流行的大型通用有限元分析软件[5,6]。
深基坑开挖过程是繁杂的动态系统工程。
本文依托于某项目主楼深基坑采用Ansys软件对其开挖过程进行数值模拟分析应力、应变及位移等,得出有利于基坑支护结构设计和施工的相应结论。
深基坑工程三维仿真分析系统开发研究的开题报告一、研究背景和意义随着城市化进程的加速,建筑物功能越来越完善、体量越来越巨大。
在城市中,随着地下空间的日益开发与利用,深基坑工程越来越常见。
深基坑工程建设过程中容易发生不稳定、崩塌、坍塌等安全事故,特别是在复杂地质条件下工程的建设往往面临诸多挑战。
因此,建立一个模拟、预测深基坑工程建设过程中的地下结构参数、地下水流场、土体应力等物理量的三维仿真分析系统有着重要的意义。
二、研究内容和技术路线在深基坑工程建设过程中,为了保证工程的安全和质量,需要对施工过程进行监测和预测。
本研究旨在开发一种三维仿真分析系统,能够模拟深基坑建设过程中的地下结构参数、地下水流场、土体应力等物理量,并提供可视化的数据分析和报告。
具体实现的技术路线如下:(1)建立深基坑的三维地理信息系统,并整合基坑工程的设计和施工计划。
(2)根据工程实际情况,采用有限元分析方法对地下结构参数、地下水流场、土体应力等物理量进行模拟分析。
(3)将模拟分析的结果可视化,并提供多角度、多层次的数据分析和报告。
(4)通过对已建成的深基坑工程进行仿真验证,评估系统的准确性和可靠性,不断优化系统性能和效果。
三、预期成果和目标本研究预期达到以下目标:(1)建立深基坑的三维地理信息系统和基坑工程的设计和施工计划,便于对建设过程进行监测和预测。
(2)通过仿真分析,提供深基坑工程建设过程中的地下结构参数、地下水流场、土体应力等物理量的准确预测和可视化展示。
(3)通过对已建成的深基坑工程进行仿真验证,评估系统的准确性和可靠性,不断优化系统性能和效果。
(4)确保深基坑工程的安全和质量,为城市建设和发展提供更有效的支持和保障。
四、研究难点和挑战(1)针对复杂地质条件下的深基坑工程建设过程,需要建立较为精细的有限元模型,准确模拟地下结构参数、地下水流场和土体应力等物理量。
(2)可视化和数据分析技术要求高,需要提供多角度、多层次的数据展示和分析方式。
本科生毕业论文(设计)题目:基于flac3D深基坑开挖模拟与支护设计指导教师: 职称:评阅人: 职称:摘要随着城市化过程中不断涌现的高层建筑和超高层建筑以及城市地下空间的开发,深基坑工程越来越多,深基坑工程项目的规模和复杂性日益增大,给深基坑工程的设计和施工带来了更大的挑战。
在这样的背景下,深基坑支护结构设计和变形量预测已成为岩土工程领域的重要研究课题之一。
本文以武汉市万达广场深基坑工程作为研究对象,利用勘查资料和深基坑支护结构设计要求,比选合理的基坑支护方案并进行相应的计算设计。
同时,本文针对深基坑工程变形量验算等难以解决的问题引用了flac3D数值模拟方法,对基坑开挖、支护结构施工进行全方位的模拟监测,将计算设计结果和模拟计算结果进行对比验算,得出比较合理的支护结构设计方案和变形量控制方案。
根据基坑实际情况和勘查资料,本文选择的围护方案为以大直径混凝土排桩、双排桩、角撑与对顶撑相结合的内支撑为主的多种联合支护方案,结合坡顶大面积卸土减载、坑内被动区加固的措施。
计算部分主要设计计算大直径混凝土排桩(钻孔灌注桩)桩长、内力和配筋,而对卸土减载、内支撑结构、坑内被动区加固和降水设计只进行了简要的说明;flac3D模拟部分主要从建立模型、设置大直径混凝土排桩、放坡开挖、放坡坡面土钉施工、预应力锚索(代替内支撑)施工和基坑主体开挖为顺序进行建模计算,最后进行变形量监测、分析,输出桩单元、锚单元的内力分布情况并给出相应的结论与建议。
本文以常规计算和数值模拟相结合的方式进行参考对比,常规计算和数值模拟分析结果非常接近,给出了有效合理的安全系数。
关键词:深基坑支护设计flac3D模拟数值模拟AbstractWith the urbanization process ,high-rise buildings and supertall buildings are continuously emerging .As a result ,underground space development project and deep excavation project become more and more. At the same time, the scale and complexity of deep excavation increasing bigger. they make the design and construction of deep excavation to face greater challenges. So structural design and deformation prediction of deep excavation has become an important research issue in the field of geotechnical engineering. In this paper, the deep excavation of Wanda Plaza, Wuhan is studied. And using survey data and structural design of deep excavation requirements to select reasonable foundation pit ,then to conduct the corresponding design. The meantime, as checking the deformation of deep excavation is a difficult problems ,it uses flac3D numerical simulation method to monitor the progress of deep pit’s excavation, construction .Then comparing the design results of the calculation and simulation results to obtained reasonable support structure design and control program of deformation.According to the actual situation and exploration data, the envelope of large diameter piles concrete piles, angle brace and top brace on the combination of a variety of internal support-based programs are selected, combined with slope Top large dump load shedding and the reinforcement measures of pit passive zone.1) The calculation part of the paper mainly introduce the design and calculation of large diameter concrete piles or bored pile, and the rest just briefly introduce the dumping load shedding, internal support structure, the pit design of passive zone strengthening and precipitation.2) With flac3D, successively study the model building, setting large diameter concrete piles, sloping excavation, soil nailing construction, pre-stressed cable (instead of internal support) construction and excavation for the foundation pit .Finally, conduct the deformation monitoring , output pile element, the internal force distribution analysis in anchorage unit .And then, provide the corresponding conclusions and recommendations.In this paper, conventional calculations and numerical simulation methods are used. And their results were very close. So it can give an effective and reasonable safety factor through the combination of these methods.Key words: deep excavation design flac3D numerical simulation目录第一章绪论 (1)第一节选题思路 (1)第二节设计流程 (1)第二章工程概况及场地工程地质条件 (3)第一节工程概况 (3)第二节场地工程地质条件 (4)第三章A-OPQRSA段基坑支护结构设计 (10)第一节设计依据 (10)第二节设计参数 (10)第三节A-OPQRSA段基坑支护方案选择 (11)第四节A-OPQRSA段基坑减载放坡设计 (13)第五节A-OPQRSA段基坑支护桩设计 (13)第六节A-OPQRSA段基坑地下水控制方案设计 (24)第四章基于flac3D基坑开挖模拟分析 (27)第一节关于flac3D的概述 (27)第二节基坑维护方案 (27)第三节计算模型及参数 (28)第四节初始应力计算 (29)第五节支护桩施工 (31)第六节模拟分层开挖和设定锚杆 (32)第七节设置采样记录变量 (34)第八节计算结果分析 (35)第五章结论与问题 (44)第一节结论 (44)第二节设计过程中存在问题 (45)致谢 (47)参考文献 (48)附录 (49)第一章绪论第一节选题思路深基坑工程设计是当今岩土工程界关注的热点话题,深基坑工程的难题在于对变形量的预测,基坑允许的变形、垂直位移的计算是比建筑物自身允许的沉降和沉降计算更为复杂的课题,但又是基坑工程尤其是在软土地区和工程地质、水文地质复杂地区无法回避的问题。
深基坑开挖及支护数值模拟基本过程研究摘要:介绍三维连续介质有限元法模拟建筑基坑开挖和支护的基本过程,用具体算例模拟此过程,并将数值模拟计算结果与现场实测数据进行对比分析,得出围护结构水平位移的空间分布规律、基坑坑底回弹规律、基坑边坡土体水平位移变化规律。
这些规律为实际工程提供了理论依据和指导,有助于提高深基坑的设计水平和安全性。
关键词:深基坑开挖及支护三维连续介质有限元法数值模拟基坑工程是由支撑、挡墙和土体相互作用而形成的复杂结构体系,要精确地分析其受力状态是比较困难的。
近年来,随着计算机的普及,数值计算方法发展迅速。
有限元法能有效地计入基坑施工过程中的各种因素的影响,能较好的反应实际施工过程,在基坑分析中使用越来越广泛。
在进行有限元分析时,基坑有限元模型大致可分为三种:弹性地基杆系有限元法、弹性地基薄板有限元法、连续介质有限元法。
三维连续介质有限元模型较其他模型完善,能较好的反映各种复杂因素的影响,已经在实际工程中得到了广泛应用。
1 连续介质有限元法深基坑开挖及支护基本过程模拟1.1 土的模型的选取(1)土的本构关系是有限元分析的核心。
目前深基坑工程中常用的土的模型有弹性的、弹塑性、粘弹性、粘弹塑性等模型(2)对于墙体、支撑和锚杆,在控制墙体水平位移的条件下,可以认为三者均在线弹性范围内工作。
3)初始状态的确定。
按照基坑未开挖之前的工程实际情况,模拟加载计算一次所得到的应力场作为初始应力场。
(3)边界条件及计算范围。
3维分析时,如为长方形或正方形基坑,可取1/4作为研究对象,设置边界条件,边界设置的范围为基坑开挖影响宽度为开挖深度的3~4倍,影响深度为2~4倍开挖深度。
(4)单元划分及选取。
3维有限元分析中,可将土体划分空间8节点或20节点等参元,墙体可划分为空间8节点或20节点等参元,也可划分为梁单元。
1.2 深基坑工程3维有限元分析1.2.1 结构离散化在有限元分析中,土体模型采用修正D-P模型、D-P帽盖模型、剑桥模型。
地铁车站深基坑开挖过程模拟分析与地铁工程监测摘要:现如今,我国经济发展十分迅速,人们生活质量不断提升的背景下,为了实现最大限度节约城市土地资源目的,相关行业开始全面致力于地下建筑开发拓展研究工作之中,致使城市地下地铁工程项目建设数量及规模越来越大。
但同时在此期间也存在着较多问题,如地下建筑地质较为复杂、涵盖土壤结构等,都会对深基坑土方开挖顺利落实产生较大难度,为有效解决这一现状,就需要相关行业工作人员能够针对地铁车站建设开展全面化监理管理手段,不断加大自身管理力度和水平,从而实现地铁车站深基坑开挖最佳成效。
关键词:地铁车站;深基坑;开挖过程模拟;地铁工程监测1地铁工程简介及数值模型建立1.1地铁工程概况以某省地铁车站建设地铁工程为例。
该地铁车站建设场所主要位于当地黄埔东路南侧,车站两侧均为密集性民房建筑结构,车站类型属于地下两层11m岛式站台车站,共设置4个出入口,3个紧急疏通道及6个物业开发空间紧急疏散口等。
同时该地铁车站基坑深度为16~18m,主要采用地连墙(厚度为800mm,入土深度33m)+内支撑支护形式,从上到下采用4道支撑+1道倒撑,其中第1道支撑为混凝土支撑,其余3道支撑采用钢管撑;混凝土支撑截面为800mm×1000mm,标准间距为8m,钢管撑尺寸为800×16,标准间距为3m。
1.2模型建立选取有代表性的ZQTYDK21+739.9这个点的桩体数据加以研究,图1给出了监测点的桩体水平位移随着桩体深度的变化曲线,其正值表示偏移的方向是指向基坑的内部,负值则代表着偏移的方向是指向基坑的外侧。
由图1可见,本地铁车站深基坑监测点的桩体水平位移随着桩体深度和时间的变化曲线,从其中可以得出基坑桩体水平位移具有以下特点: 1)本地铁车站深基坑在整个开挖的过程中,桩体在水平方向上的变形移动速度是比较迟缓的,而且位移没有出现明显的突变,是一直保持着逐步增大的趋势,所以本地铁车站深基坑的开挖处在一个可以安全控制的状态下。
基于开挖过程的深基坑桩深基坑桩锚位移的数值模拟分析摘要:随着建筑行业的不断发展,对建筑行业在施工过程中的各项技术也提出了新的要求,其中对于开挖过程中的深基坑技术也提出了新的要求,变相地促进了研究深基坑支护结构变形特性,以某项基坑工程为例,采用数值模拟方法对该工程过程中出现的深基坑技术进行分析,在施工现场构建仿真模型进行分析,来实现对现场监测数据的有效验证,提高数值模型计算的准确性,还将对于进一步分析了深基坑支护结构发生位移的因素进行分析,来实现有效的抑制基坑发生位移,基于这样的时代背景,本文将从先从构建一项模拟工程,在该项工程的基础上,对关键词:深基坑;支护;基坑开挖;结构变形;仿真分析引言:随着我国经济的不断发展,建筑行业得到了进一步的发展,建筑物的规模和数据不断扩大和增多,但是这个过程中也对基坑工程的桩锚支护结构位移的技术问题提出了更高的技术要求,因此对如何提高深基坑支护的稳定性也提出了进一步的要求,考虑到深基坑桩锚支护问题也日趋复杂,并该项工程施工具有很大的临时性,使得对其的稳定性提出了更高的技术要求,本文以某项深基坑支护工程为研究对象,通过建立有限的分析的数学模型,实现对工程的动态模拟分析,分析总结影响基坑支护结构发生位移的因素,以实现不断优化深基坑桩锚支护结构的施工质量和标准,希望能为实现深基坑关键技术提供一些了借鉴的价值。
1构建模拟工程构建模拟工程,该地上1~20层,地下室1层,楼高100 m,采用框剪结构,基础形式以桩箱为基础,将该项工程的设计准则定为甲级,将其施工附近的施工环境的复杂程度设为乙级,施工的场地的土质类型为中软场地土,场地地貌类型起伏不大的丘陵,呈现缓坡地势的,由北向南逐渐倾斜,土质的特点是人工堆积填土、冲击层粘性土以及风化混合岩组成,地下还有一层地下水,但是总体的水量不是很大,水位呈现较为平稳,但是季节变化明显,呈现不稳定性,水源主要以大气降水为主,辅助一些季节性积雪融水,为此自然环境的构建都将会在深基坑开挖过程,对桩锚支护结构的位移产生影响,但是这里将忽略该地区的地下水对对钢结构腐蚀。
第28卷增刊 岩 土 力 学 Vol.28 Supp. 2007年10月 Rock and Soil Mechanics Oct. 2007
收稿日期:2007-05-10 作者简介:胡浩军,男,1978年生,硕士,主要从事深基坑工程模拟仿真。E-mail: haojunzy@sohu.com
文章编号:1000-7598-(2007)增刊-0669-04 深基坑开挖与支护模拟仿真分析 胡浩军1,3,王元汉1,2 (1. 华中科技大学 土木工程与力学学院,武汉 430074;2. 华中科技大学 控制结构湖北省重点实验室,武汉 430074; 3. 北京军区空军勘察设计院,北京 100022)
摘 要:运用FLAC3D软件中的Mohr-Coulomb本构模型对北京市某高层住宅楼基坑工程进行了数值模拟分析,对基坑开挖、失稳破坏、边坡支护进行了评价,并对模拟结果与实测结果进行了对比,分析了基坑变形、失稳破坏和支护过程。研究表明,FLAC3D软件中的Mohr-Coulomb本构模型能够方便、准确地模拟基坑开挖、边坡的大位移失稳破坏、边坡的支护过程,其
计算结果安全可靠。分析结果也证实了FLAC3D在基坑工程数值模拟方面具有良好的适应性。 关 键 词:FLAC3D;Mohr-Coulomb模型;基坑开挖;支护;数值模拟 中图分类号:TU 433 文献标识码:A
Simulation and analysis of foundation excavation and support HU Hao-jun1-3, WANG Yuan-han1, 2 (1. School of Civil Engineering and Mechanics, Huazhong University of Science & Technology, Wuhan 430074, China; 2. Hubei Key Laboratory of Control Structure, Huazhong University of Science & Technology, Wuhan 430074, China; 3. Survey and Design Institute, Beijing Military Region Air Force, Beijing 100022, China)
Abstract: The simulative analysis with the Mohr-Coulomb model of FLAC3D program is carried out based on the development of deformation for foundation pits of a high-rise building in Beijing. Comparing with the results of the in-situ monitoring, the deformation, collapse and support for the foundation pits are discussed. It can be shown that the Mohr-Coulomb model of the FLAC3D program can be used to simulate the foundation excavation and the collapse and the slope support very conveniently and
accurately. The results obtained are safe and reliable. The FLAC3D program can be widely used in the simulation of foundation pits. Key words: FLAC3D; Mohr-Coulomb model; foundation excavation; support; simulation
1 引 言 在高层建筑及其他工程深基坑施工过程中,深基坑开挖时应力-应变过程很复杂。基坑边坡开挖引起的土体卸荷,将导致边坡变形和应力的重新分布,对土坡的稳定性产生影响。基坑土是松散的集合体,呈现非均质、各项异性的特征,它既不是理想弹性体,也不是理想塑性体。不同工程性质的土,在加载和卸载过程中,会出现应变硬化和应变软化现象。因此,要想准确的计算基坑边坡的应力和变形非常困难。本文使用FLAC3D三维快速拉格朗日差分程序,针对北京某高层住宅楼基坑开挖、边坡破坏、后期支护过程进行数值模拟,据此分析边坡的位移及支护结构与土的相互作用。
2 计算模型
FLAC3D三维快速拉格朗日差分程序采用了显
式有限差分格式求解场的控制微分方程,并根据构形的变化不断更新坐标系,以此模拟岩土介质的有限变形和大位移行为。计算过程中不需要形成刚度矩阵,不用求解大型方程组,因此,占用内存少,求解速度快。而且FLAC3D应用了混合单元离散模
型,可以准确地模拟材料的屈服、塑性流动、软化直至大变形,尤其在材料的弹塑性分析、大变形分析以及模拟施工过程等领域有其独特的优势。针对不同的材料,FLAC3D软件提供了弹性各向同性、
Drucker-Prager弹塑性、Mohr-Coulomb弹塑性等多达11种内置的材料模型,有静力、动力、蠕变、渗流、温度等5种计算模式,可以进行多模式的耦合分析,而且在FLAC3D程序中带有多种结构单元,
如梁(Beam)单元、锚索(Cable)单元、桩(Pile)单元、衬砌(Liner)单元等,这些结构单元能够快捷、方便、准确地模拟不同结构体对岩土体进行加 岩 土 力 学 2007年 固的作用过程。 土是一种极为复杂的复合体,具有很复杂的力学行为。在外力的作用下,土体不仅产生弹性变形,而且还会产生不可恢复的塑性变形。本文运用Mohr-Coulomb弹塑性模型进行计算。 Mohr-Coulomb屈服准则为
s12fNcNφφσσ
=
3-+ (1)
式中:11sinN
sinφ
φ
φ+
=
-;c为凝聚力;φ为摩擦角。
拉应力屈服函数定义为 tt3fσσ=− (2) 式中:tσ为抗拉强度。 在屈服之后,土体的特性将是部分弹性和塑性的,在任一应力增量过程中,其应变由弹性分量和塑性分量两部分组成,因此有:
epd(d)(d)ijijijεεε=+ (3)
弹性应变分量比较容易求得,而塑性应变分量与塑性势函数g有如下关系:
p(d)dijij
gελ
σ
∂=
∂ (4)
在FLAC3D里,对剪切塑性流动和拉应力塑性流动分别进行定义,并且对应不同的流动法则。剪切势函数sg对应于非关联的流动法则,其表达式为
s12gNψσσ
=− (5)
式中:11sinNsinψψψ+=−;ψ为剪胀角。 势函数tg对应于拉应力破坏的相关联流动法
则,起表达式为
t3gσ=− (6)
3 工程概况
本工程为位于北京市朝阳区小红门乡龙爪树南里,处于南三环与南四环之间,地上18层地下两层,基坑开挖面为22.01 m×22.01 m,基坑深度为6.7 m,分两步开挖,第一步先开挖5.4 m,第二部开挖 1.3 m。
3.1 地质条件 根据工程地质勘察报告可知,本工程场地比较平坦,本工程场地底层分布为第四纪全新世地质时期由于冲积形成的第Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ类土,模拟的各层土体的材料性质由上向下列于表1。 在勘探深度范围内共探露2层地下水,其中第1层埋深为7.5~8.0 m,地下水类型为上层滞水,是
由于第3层粉质黏土的弱透水性形成的,主要补给来源为大气降水和生活污水的渗漏。第2层埋深在
21~22 m之间,地下水的类型为承压水,主要补给
来源是相邻水源,大气降水的补给为少部分。
表1 物理力学参数表 Table 1 Physical-mechanical parameters of model
土层编号土层 名称 平均厚度/m γ /kN⋅m−3 c /kPa φ /(°) Es /MPa泊松比
① 粉质黏土填土0.9 18.40 70 20.5 20.70.25②砂质粉土5.1 19.70 16.7 37.5 20.70.25③ 粉质黏土10.0 20.50 39 19.5 14.10.25
3.2 施工过程 基坑原计划开挖放坡按1:0.3放坡,分两步施
工,第1步开挖深度为5.4 m,然后进行CFG桩施
工;第2步开挖至基础底面,开挖深度为1.3 m。第1步施工完后,停工两个月后复工。在进行第2步施工前,由于场地限制,在基坑南侧堆放了部分施工材料,使南侧边坡中部出现塌方,塌方最大宽度达到50 cm左右,经过修坡和护坡,才进行第2步开挖施工。护坡方案为沿边坡梅花形打入钢筋土钉,钢筋土钉直径为25 mm,间距为1.50 m,深度
为4.00 m;然后满挂Ф6 mm@200 mm的钢筋网片,并与钢筋土钉绑扎牢固;最后,用150 mm厚C20混凝土护壁。至本工程施工完成,基坑没有再出现 问题。
4 FLAC3D模拟
4.1 计算模型及参数 基坑为方形基坑,模型长、宽均取80 m,计算
深度取15 m,开挖深度第1步为5.4 m,第2步为 1.3 m。模型共划分为32 400个单元,见图1。护坡
结构采用锚索(Cable)单元和衬砌(Liner)单元来
模拟。各土层计算参数详见表1、锚杆设计参数详见表2、衬砌设计参数详见表3。
图1 模型单元图 Fig.1 Elements of model
4.2 模拟方案 根据原施工方案以及工程实际施工过程,将开挖、支护过程模拟共分成5个步骤进行:第1步为
670