midas-gts在地铁车站基坑开挖对周边建构筑物影响研究中应用

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1、MIDAS/GTS在地铁车站基坑开挖对周边建构筑物影响研究中应用　　[摘要]：城市轨道交通建设中车站基坑的开挖会对周边既有建构筑物的产生一定的影响，正确客观的分析这种影响有利于对我们进行地铁车站基坑的设计以及建设过程中对周边建构物的保护措施提供参考依据。本文利用MIDAS/GTS真实的模拟基坑现场条件和施工过程，建立三维有限元分析模型进行影响分析计算，其分析结果对基坑的设计和安全施工产生指导意义。[关键词]：城市轨道交通、车站基坑、MIDAS/GTS、影响分析[Abstract]:theexcavationofCityRailTra

2、nsitStationExcavationonthesurroundingboththeconstructionofcertaininfluence,correctandobjectiveanalysisoftheinfluenceonthesurroundingbuildingstoprovidereferencefortheprotectionmeasuresfordeepexcavationofmetrostationonourdesignandconstructionprocess.Inthispaper,usingMIDA

3、S/GTSsimulatedtheactualexcavationsiteconditionsandconstructionprocess,theestablishmentofthree-dimensionalfinite6elementanalysismodelforimpactanalysisandcalculation,theresultsoftheanalysisofthefoundationpitdesignandconstructionsafetyhaveguidingsignificance.[keyword]:cit

4、yrailtransit,stationfoundationpit,MIDAS/GTS,impactanalysis中图分类号：F570.3文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)1、引言随着我国城市规模的迅速发展，公路交通已不能解决人们出行的需要，城市轨道交通的大规模建设成为解决城市交通拥堵的重要部分。地铁车站基坑的规模越来越大，且基坑周边环境复杂敏感，临近大量管线、建构筑物等，由于基坑的土方开挖引起周边土层的变形而影响到基坑周边的建构筑物、地下管线及其他市政设施的正常使用问题不断出现，给地铁施工带来很多不确定性因素

5、。因此对深基坑工程的理论研究、设计与施工均提出许多挑战性的问题，并成为当前轨道交通建设的一大技术难点。6基坑施工引起土体位移，对临近建筑物的地基产生影响，并由地基传递给基础，最后传给上部结构，引起结构的次生内力和变形，同时由于建筑物的存在，其自重和刚度也影响基坑周围土体的位移。本文利用MIDAS/GTS真实的模拟基坑现场条件和施工过程，建立三维有限元分析模型进行影响分析计算，模拟基坑-土体-建筑物的相互作用，其分析结果对基坑的设计和安全施工产生指导意义。2、MIDAS/GTS三维有限元计算模型某车站基坑位于城市中心区两条主干道交叉口

6、处，车站为地下二层岛式车站，双柱三跨框架结构，车站基坑西北侧距基坑4m处有既有建筑31层华天购物中心，建筑物地下有地下室，地下室尺寸为40m*60m，地上建筑在地下室的正中央。利用三维有限元计算软件MIDAS/GTS分析基坑施工对地表位移及临近框架结构建筑的影响。本计算模型中，地铁车站基坑围护结构为1000mm地下连续墙，连续墙采用二维板单元，钢支撑采用梁单元，土采用三维实体模型。北侧既有建筑及地下室，地下室为两层，内部为框架柱结构，上顶板，中板及底板，底板下为桩基础结构。上部既有建筑为31层剪力墙结构，剪力墙楼层每层取荷载20KN

7、/m2，为了便于建模将建筑等效成5m高的实体，等效实体重度为124KN/m3。基坑地质情况自上而下分别为素填土、淤泥质土、残积砂质粘性土、全风化花岗岩和散体状强风化花岗岩，土层厚度分别为0.6m，3.9m，65.2m，6.7m，13.6m。土体采用Mohr-Coulomb模型。计算分析中所采用的土体和框架结构的物理力学参数见表1.基坑-土体-框架结构相互作用的有限元模型如图1所示。通过激活和钝化开挖区的土体单元模拟基坑施工引起的土体位移及其对建构筑物的影响。表1材料的物理力学参数Table1Physicalandmechanical

8、parametersofmaterial图1基坑与框架结构互相作用的三维有限元模型Fig.1Numericalmodeloffoundationpit-structureinteraction图2顶板、中板、底板及地下室内部框架柱、桩