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《基坑开挖降水的三维有限元模拟分析_赵金亮》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2007NO.25科技咨询导报ScienceandTechnologyConsultingHerald学术论坛基坑开挖降水的三维有限元模拟分析赵金亮1王安华2韩圣钱3(1.东北岩土工程勘察总公司辽宁鞍山114009;2.辽宁工程技术大学土木建筑工程学院辽宁阜新123000;3.辽宁省城市建筑设计院辽宁沈阳110015)摘要:本文首先阐述了基坑开挖的一般理论计算方法的不足,很多都是利用理想化的模型去简化计算模型,同时没有考虑到降水对基坑变形及其周围建筑物沉降的影响。本文通过一工程实例利用ADINA有
2、限元软件,在考虑基坑降水的基础上模拟分析了开挖施工对基坑变形和对周围建筑物沉降的影响规律,对工程设计和施工具有一定的参考价值。关键词:基坑开挖降水建筑物沉降中图分类号:TV551.4文献标识码:A文章编号:1673-0534(2007)09(a)-0162-031概述形的施工参效。基坑开挖是一个综合性的岩土工程问题,从以上分析可看:Peck法和稳定安全系表1土性参数周围的土体(或岩体)不仅是基坑的支撑结构的数带有一定的主观性;地层损失法由于没有考一部分还是基坑作用的来源,因此基坑的开挖虑坑底隆起的
3、影响计算的沉降值过于保守了,工过程是一个土体(或岩体)、支护结构和周同时根本没有考虑到降水对地表沉降的影响围建筑物的协调变形过程。同时基坑周围的也不够精确;时空效应估算法的粘弹性有限元土体(或岩体)还含有有一定的水分,在开挖施法和反分析方法计算比较复杂,一般基坑开挖工的过程中,水的流动和变化必然对周围土体施工过程为短期工程,可以不考虑蠕变,同时(或岩体)的物理力学性质造成一定的影响,最该方法也没有考虑到降水的影响。而在得到算为700m/h。终又导致土体(或岩体)、支护结构和周围建土体(或岩体)材料
4、参数的基础上直接利用有限基坑支护结构采用螺旋钻孔压灌砼桩锚拉筑物再次发生协调变形。因此准确的说基坑元模拟的方法能够很好和真实分析出开挖和支护,混凝土桩直径0.60m,桩间距0.90m,桩长开挖施工过程是一个土体(或岩体)、支护结降水的耦合效应,并解决上述方法的缺点。13.2m,混凝土强度C25;共设五排锚杆,锚杆的构、周围建筑物和水分流动的一个复杂协调有限元理论是分析复杂结构或自由度体布置和长度如表2;支护桩顶部设冠梁,截面变形过程。系分析的有力工具。它可以通过形成整体刚400mm×600mm,混
5、凝土强度C20;锚杆和冠梁基坑的开挖过程也是基坑开挖面上卸荷度矩阵很方便的考虑到整个结构的变形协调,的参数如表3。基坑降水方法为沿基坑周边布的过程(卸除开挖土体对下部土体的重力和对这是理论计算方法不具备的。对于施工过程设,降水井设计深度16m。降水井井径400mm。四周土体的侧向约束),因此开挖就导致了坑底的分析,有限元可以通过总体刚度矩阵的改变土体产生向上的隆起和围护墙体在四周土体来实现施工过程开挖和施工模拟分析。对于表2锚杆的布置和长度表(岩体)的侧向应力作用下向坑内的侧向变形和基坑工程中的降
6、水,有限元方法可以在材料模位移,最后进而导致四周建筑物和地面的沉型中施加上多孔介质的属性后,通过一定的本降,产生对周围环境的影响。因此基坑开挖构关系把降水产生的影响加入到总体的刚度变形主要有三个方面:基坑底部隆起、墙体矩阵中就可以很好的考虑基坑开挖过程中降变形和墙后地表(或建筑物)沉降。这三个方水对基坑的影响。面相互影响相互作用,其中地表沉降对周围建在有限元软件中,ADINA软件是目前世筑物环境的影响最大,往往是研究的重点。界上非线性功能最有效、可靠的分析软件,基坑开挖引起的地面沉降的通常计算方可
7、有效的求解多场耦合问题。因此,本文采表3桩和锚杆材料参数法通常有:Peck法、稳定安全系数法、地层损用有限元软件ADINA对阜新的某卸煤沟基失法、时空效应估算法[1]。坑的开挖施工过程中由于开挖和降水的耦合Peck法主要是给出各地区的(地表沉降／作用产生的沉降规律进行模拟分析。垂坑最大深度)-(离基坑距离／基坑最大探度)间的关系曲线,但是该曲线末考虑支护形式等2工程概况[2]对基坑沉降的影响;稳定安全系数法是一种基本工程为阜新某卸煤沟基坑开挖工程,基于工程经验的简化方法,该法在解得基坑底抗坑的设计
8、深度11m,支护范围长(188m)×宽隆起安全系数的基础上通过图表求得地表沉(21m),基坑长边两侧分别为转运站和输煤廊3基坑开挖有限元模型的建立降最大值,基坑隆起安全系数—般由Terzaghi道,转运站距坑边1m,输煤廊道距坑边2m。根据文献[5]中的规定:深度方向取2-3倍法解得;地层损失法是利用地表沉降相应地层其平面图如图1所示。土层的参数如表1,其基坑深度;水平方向取基坑深1－2倍基坑移动面积和墙体侧向变形相应地层移动面积中砂土的粘聚力取为10kpa,主要是考虑到实深。本文
