深基坑开挖的有限元模拟与分析.pdf

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1、低温建筑技术2011年第5期(总第155期)深基坑开挖的有限元模拟与分析南川，荣晓巍，丁永君，杨进喜，魏雷涛(1．天津大学建筑工程学院．天津300072；2．天津中天建都市建筑设计有限公司．天津300074；3．天津大学建筑设计研究院。天津300072J【摘要】针对密集建筑群中的深基坑开挖工程，将基坑、支护结构及周边建筑物放在一个系统中进行研究。运用大型工程软件ABAQUS对天津地区典型工程地质条件下，典型深基坑工程环境中，深基坑开挖的全过程进行了数值模拟分析，得到了一些对深基坑工程设计和施工有工程实际意义的结论。【关键词】深基坑

2、；近邻建筑物；数值模拟；沉降I中图分类号】TU473【文献标识码】B【文章编号】1001—6864{2011)05—0082—03FITE·ELEM哐NTS肌ATIoNANDANALYSISoFFoUNDATIoNPIIIsNANChuan，RONGXiao—wei，DINGYong-jun一，YANGJin—xi，WEILei—tao(1．CollegeofConstructionEngineering，TianjinUniv．，Tianjin300072，China；2．ZTJUrban&ArchitectureDesignC

3、o．，LTD．，Tianjin300074，China；3．TianjinUniv．ArchitectureDesign&ResearchInstitute，Tianjin300072，China)Abstract：Urbandeepfoundationpitsaregenerallysurroundedwithdensebuildings．thispaperputdeepfoundationpitsbracingstructuresandadjacentstructuresinanintegratesystemtostudy．U

4、nderthetypicalgeologicalconditionsofTianjinarea，usingABAQUStosimulateandanalyzetheconstructionprocessofthedeepfoundationpit．Theconclusionsarevaluableforfoundationpitsengineeringdesign．Keywords：deepfoundationpit；adjacentstructure；numericalsimulation；settlement随着城市化进程的加

5、快，基坑工程越来越多，越来越表层地下水类型为第四系孔隙潜水、以5—1粉质粘土层为深，而基坑围护的设计方法还不十分成熟，施工管理不够规隔水底板。赋存于第Ⅱ陆相层及以下粉砂、粉土中的地下范，基坑工程事故屡见不鲜。在深基坑工程施工过程中，由水具有微承压性，为微承压水。第一微承压水以5—1粉质于忽视对环境效应的研究，不注意合理利用，改造和保护环粘土层为相对隔水顶板；第二微承压水以6—3粉质粘土层境，使得周边环境受到不良影响。尤其在软土地区，基坑开为相对隔水顶板；第三微承压水以8—1粉质粘土层为相对挖引起的环境问题更加突出。如何在日益复杂的

6、条件下，隔水顶板。尽可能地减小基坑开挖所带来的环境效应是未来基坑工程该基坑工程拟建地下车库四层，第一层层高5m，其余三研究面临的重大课题。层层高分别为5．2、3．2、3．6m。地下车库室内外高差0．6m。1深基坑开挖的有限元模型基坑开挖深度19．4m。根据工程地质、四周场地条件、基坑在基坑工程中，考虑到支护结构的受力，一般不会发生深度以及地下室情况，维护结构采用地下连续墙，采用半逆塑性变形，所以支护结构一般可按弹性体计算，对于二维平法施工，基坑支护的地下连续墙和内衬墙作为地下车库的面问题可以选择四结点或八结点二维等参单元。土的力学

7、外墙。地下连续墙墙厚为lm，墙长为35m。为控制位移，保模型比较复杂，根据计算精确性的不同可采用线弹性模型证基坑围护结构的整体性，支撑体系采用了5道水平支撑。和非线性弹性模型或弹塑性模型等；也可以同时考虑土的第一道为钢支撑，标高为一I．20m，第二、三、四道支撑采用固结和变形耦合作用；对于具有流变性的软弱土层，可采用钢筋混凝土楼板，标高分别为一5．00、一10．20、一13．40m，粘弹性或粘弹塑性模型计算。第五道为钢筋混凝土支撑，标高为一17．0m。2应用实例分析2．2有限元分析2．1工程概况2．2．1有限元模拟及参数选取本工程

8、位于天津市和平区繁华地带，整个建筑群包括4采用二维平面模型模拟基坑开挖，土体模型采用修正塔楼。4塔楼与裙房的地下室部分连为一个整体，拟建地下的剑桥模型，考虑支护结构的变形特性，地下连续墙模型采四层车库。周围环境复杂，道路交通流量大，工程场地狭用弹性