上海地區(qū)軟土深基坑開挖數(shù)值模擬與分析.pdf

1、隨著我國城市化的快速發(fā)展，隨之興起的是大量基礎(chǔ)設(shè)施，各類地下空間及高密度建筑的開發(fā)建設(shè)。而深基坑工程問題是這些項(xiàng)目常需面對的問題之一。隨著城市建筑密度的增加，這些基坑工程常處于密集的既有基礎(chǔ)設(shè)施或建筑物附近，基坑施工受到嚴(yán)格的環(huán)境制約。由于軟土地區(qū)土體的工程性質(zhì)如高孔隙比、高壓縮性、低強(qiáng)度等特性，使得軟土地區(qū)深基坑變形問題尤為關(guān)注。預(yù)測基坑施工引起的變形及對周邊環(huán)境的影響，總結(jié)基坑的變形特征及研究相關(guān)參數(shù)對基坑變形的影響，對于軟土地區(qū)深

2、基坑的設(shè)計與施工無疑有著重要的指導(dǎo)意義。而由于基坑工程的復(fù)雜性，采用傳統(tǒng)的彈性地基梁法或是平面有限元法難以分析深基坑復(fù)雜的變形性狀，因此本文通過建立三維有限元模型并結(jié)合上海軟土地區(qū)的深基坑工程實(shí)例，對軟土地區(qū)深基坑的變形性狀及相關(guān)參數(shù)（土層參數(shù)與施工參數(shù)）對基坑變形的影響進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下：
　　1.針對現(xiàn)有的幾種常見的土體本構(gòu)模型，探討并總結(jié)了其在基坑開挖數(shù)值模擬過程中的適用性。分別從線彈性模型、摩爾-庫侖模型、修正劍橋模

3、型特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，探討了三個模型的適用性。結(jié)合前人的成果提出采用能反映土體加荷與卸荷過程且剛度依賴于應(yīng)力路徑的修正劍橋模型對于模擬基坑開挖更具優(yōu)越性。
　　2.建立了基于土、連續(xù)墻、支撐體系（水平支撐、角撐、圍檁）共同作用的深基坑三維有限元模型；對模型中涉及到的土體、連續(xù)墻、支撐等部件的模擬給予了具體的處理方法及建議；對墻體與土體接觸設(shè)置進(jìn)行了具體的說明；對基坑開挖在ABAQUS中的實(shí)現(xiàn)步驟提出了具體的方法，為分析預(yù)測深基坑開挖引起

4、的基坑變形提供了技術(shù)途徑。
　　3.從圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形、墻后土體變形、坑底隆起及土壓力幾個方面系統(tǒng)分析了在軟土地區(qū)均質(zhì)土層中深基坑開挖的變形特征。研究了修正劍橋模型各土層參數(shù)、墻體與土體接觸參數(shù)、側(cè)向應(yīng)力系數(shù)對基坑變形的影響，在前述基礎(chǔ)上匯總了上述因素對基坑變形各變量的敏感性。
　　4.依托上海軟土地區(qū)某深基坑工程實(shí)例，對其進(jìn)行有限元三維數(shù)值模擬。分析了各工況下的墻體變形、墻后土體變形（墻后土體沉降、墻后土體側(cè)移、墻后深層土體