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深基坑模拟变形值与实测变形值对比分析.doc 10页

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深基坑模拟变形值与实测变形值对比分析
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深基坑模拟变形值与实测变形值对比分析   摘要:目前对于一些大型的基坑施工,施工前的模拟是必不可少的,可以更好地对设计进行优化,同时,在施工过程中对基坑变形进行监测,并对监测的结果进行整理和分析,具有十分重要的意义。文章以某深基坑项目为背景,通过数值模拟变形值与现场实测变形值相结合的手段对基坑变形规律和影响因素进行探索,并提出用数值模拟进行基坑优化设计的思路。   Abstract: For some large foundation pit construction, the simulation before construction is essential which can better optimize the design. At the same time, it has very vital significance to monitor the deformation of deep foundation pit in the construction process and sort and analyze the monitoring results. Based on a deep foundation pit project, this paper researches the deformation regularity and influential factors of the foundation pit by the combination of the numerical simulation deformation values and measured deformation values and puts forward some ideas of using numerical simulation basis for optimizing the design of foundation pit.   关键词:深基坑;数值模拟;现场实测;变形规律   Key words: deep foundation pit;numerical simulation;field measurement;deformation rule   中图分类号:TU473 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)22-0093-03   0 引言   随着我国城市化进程的不断加快,各地高层建筑层出不穷,对于地下空间利用的要求越来越高,使得基坑越来越深,在这种情况下深基坑安全事故屡见不鲜[1]。深基坑安全事故出现的两个主要原因是施工管理不当和设计不当,其中,支护方案设计不当与当地的地质情况的复杂性和土体力学计算的困难性有着直接的关系[2]。因此,在基坑开挖前必须对深基坑进行有限元仿真模拟,获得模拟变形值,只有这样才能确保基坑支护设计方案的合理性和安全性,更好地刻画支护结构和不均匀土体的关系。然而,有限元仿真模拟虽然能够真实的模拟出基坑所有点的变形情况,但是其准确度不如现场实测高;而现场实测由于只能监测指定点位,无法监测到所有点的变形情况,尽管准确度高,却应用范围并不广,为进一步完善基坑支护设计理论,为今后基坑支护设计提供有力的设计依据[3],应将数值模拟和实测相结合,如此能够对基坑的变形和稳定性得出更全面的结论。   1 工程概况   拟建33层高层住宅楼,场地位于西安市某家属院院内,地势平坦,属单元黄土梁洼地貌,黄土湿陷性等级为自重湿陷性II级。该工程项目基坑长宽约90m×45m,南侧2m处有六层住宅,北侧3m处有7层家属楼住宅,利用灰色系统理论选出最优支护方案为桩锚支护[4]。根据基坑支护设计方案,基坑开挖深度约为8m,设计锚杆长度20m,护坡桩的长度13m,冠梁高度0.5m,原有建筑物的基础埋深为-2m。基坑平面布置如图1所示。   2 ANSYS数值模拟   根据基坑设计方案,桩直径0.8m,桩间距1.5m,桩身之间的距离0.7m,可忽略桩与桩之间的相互影响,用二维模型进行数值模拟。由于基坑南侧2m处和北侧3m处各有一栋六层和七层住宅楼,导致南北边坡的安全性和稳定性均较差,因此只要南北边坡的安全性符合要求就能保证整个基坑的安全,所以,为了简化计算,该模型仅将平面图从南北方向剖开,以南北边坡的断面进行二维模型的建立。   2.1 基本假定   ①假定土体是均匀连续且各向同性的弹塑性介质;②假定所开挖土体无地下水;③假定土体的应力―应变关系式完全符合弹塑性关系,服从D-P准则。   2.2 材料模拟分析和处理   锚杆选择link1单元,钢筋混凝土排桩选择beam3单元,二维结构土体材料选择plane42单元,将每种单元所对应的材料参数输入对应的对话框

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