基坑位移分析与预测

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1、第xx卷第x期水力发电学报Vol.xxNo.x2013年x月JOURNALOFHYDROELECTRICENGINEERINGxxxx,xxxx基坑位移分析与预测121介玉新，傅志斌，刘立珍（1.清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084;2.建设综合勘察研究设计院有限公司，北京100007）摘要：基坑工程中地层的应力状态和应力路径随着开挖的进行而不断变化。采用有限元手段分析了基坑侧壁发生指向坑内或坑外水平位移的原因，指出基坑的变形实际上就是卸荷作用下向外、隆起和土材料模量降低引起的向内、沉降两种相反的作用相互消长的结果。针对某基坑工程水

2、平位移的应急计算，对采用有限元法如何较好地用于基坑位移预测进行探讨。如果有前期一定开挖深度时的实测资料对参数和计算结果进行修正，是能够实现准确预测的。关键词：岩土力学；位移；有限元；基坑；开挖中法分类号：TU43文献标识码：AAnalysisandpredictionondisplacementoffoundationpit121JIEYuxin,FUZhibin,LIULizhen(1.StateKeyLaboratoryofHydroscienceandEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084;2.Chin

3、aInstituteofGeotechnicalInvestigationandSurveyingLtd,Beijing100007)Abstract:Withtheexcavationofthefoundationpit,stressstateandstresspathinthesoillayersvarycontinually.Inthispaper,finiteelementmethodisemployedtoanalyzethecauseofthedirectionofhorizontaldisplacementbeinginsideoroutsid

4、ethepit.Displacementsofthepitareactuallythecombinationofupliftandoutwardmovementinducedbyunloading,andsubsidenceandinwardmovementbyreductionofstiffnessofthesoil.Contingencyanalysisofcalculatingthedisplacementofafoundationpitwaspresentedtoinvestigatehowtomakeagoodprediction.Itisthou

5、ghtthatbetterforecastispossibleifthecomputationparametersandresultsareappropriatelyrevisedwithmeasureddataatcertainexcavationdepth.KeyWords:rockandsoilmechanics;displacement;finiteelementmethod;foundationpit;excavation0引言随着我国城市建设的快速发展，高层建筑和地下工程等涉及到基坑工程的问题越来越多。对基坑工程的分析既包括基坑的稳定性分析，也包

6、括基坑的变形分析。防止基坑失稳是第一位的。但是，如果由于基坑开挖引起较大的地面变形，危害了周围建筑物的安全，也是不能容忍的。所以在城市建设中，基坑工程的控制因素往往不再是支护结构的强度或稳定控制，而可能是变形控制。基坑支护结构的变形计算通常有两种方法：一种是先把土压力计算出来，作为外部荷载加在支护结构上，或者把土的作用当成弹性支点，对支护结构进行计算。如果支护结构构造简单，可以手工计算，一般教科书上也都介绍了相应的计算方法；如果考虑结构的相互作用，可以对结构进行离散，采用有限元方法进行计算；另外一种方法是把土和结构统一离散，模拟基坑的开挖过程进行有限元计算。

7、第一种方法的优点是方法简单，计算条件明确。是目前最常用的方法。它回避了比较复杂的土的本构关系，只需考虑土的强度指标，实际上计算的是结构本身的受力和变形。所以，可以称它为结构计算，相应的有限元方法也可以称为结构有限元方法。由于结构一般工作在弹性状态，所以即使对于有限元方法，不同用户、不同软件也都能得到一致的结果。这种方法对结构设计是合适的，但对变形计算来说，得到的不是基坑开挖引起的真实的变形，只相当于最大可能的变形。由于它偏于安全，在工程设计中受到欢迎。───────收稿日期:2011–03–31基金项目：国家自然科学基金面上项目（50979047）；国家重点

8、基础研究发展计划（973）项目（2010CB7321