深基坑工程開挖與支護(hù)的ANSYS有限元模擬.pdf

1、隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，高層建筑的大量興建以及城市地下空間的開發(fā)利用，出現(xiàn)了大量的深基坑工程。本文以ANSYS大型通用有限元計算程序?yàn)檐浖脚_，結(jié)合青島萬邦廣場深基坑開挖與支護(hù)工程實(shí)例，在考慮土與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用的基礎(chǔ)上，采用二維平面有限元建立了有限元模型。模型土體采用了Dmcker-Prager理想彈塑性本構(gòu)模型，土體與樁采用平面四節(jié)點(diǎn)等參元，錨桿采用了桿單元。在樁和土體之間采用接觸單元，來模擬土體與結(jié)構(gòu)界面的粘結(jié)、滑移、脫離及再閉合

2、的狀態(tài)非線性。利用“殺死與激活單元法”模擬基坑的分步開挖與支護(hù)。對比有限元計算所得的位移值和實(shí)測結(jié)果，兩者較吻合。 有限元計算結(jié)果表明：該工程的護(hù)坡樁的下部水平位移比上部水平位移大，由于樁的埋深只有2m，在實(shí)際工程中要特別注意“踢腳”現(xiàn)象；基坑坑底的隆起隨著開挖步的進(jìn)行，坑底隆起量逐漸增大，坑底中部隆起最高，坑壁處土體由于受樁的影響隆起量較小；基坑周圍的地表沉降隨著開挖步的進(jìn)行，逐漸增大，距離基坑越遠(yuǎn)，沉降越?。煌馏w等效應(yīng)力在地

3、表及坑底最小，隨著深度不斷增大，在支護(hù)樁底部及坑底角部土體應(yīng)力較大，由于支護(hù)樁和預(yù)應(yīng)力錨桿的剛度比周圍土體的剛度大的多，故在支護(hù)樁和預(yù)應(yīng)力錨桿拉錨區(qū)產(chǎn)生了應(yīng)力集中現(xiàn)象；隨著開挖步的進(jìn)行錨桿的軸力是不斷變化的，基本呈逐漸增大的趨勢，但到了開挖的后期錨桿的軸力都比較均衡，樁體也沒有產(chǎn)生應(yīng)力突變，這說明錨桿的設(shè)計是比較合理的。 該基坑支護(hù)綜合考慮了土質(zhì)條件、施工方法、周圍環(huán)境等因素，方案選擇安全可靠，取得了明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。