基坑尺寸效應(yīng)的有限元分析.pdf

1、基坑是一個具有長度、寬度、深度的三維空間結(jié)構(gòu)體系。在一般的設(shè)計和研究中，人們常常將其簡化為二維平面應(yīng)變問題進(jìn)行分析計算。這不能完整地反映基坑的空間性狀以及尺寸效應(yīng)，因此我們有必要從三維角度進(jìn)行分析。 本文利用有限元程序ABAQUS建立考慮土和支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用的基坑開挖三維有限元模型，對基坑的空間性狀進(jìn)行了較系統(tǒng)的分析，研究了在基坑分步開挖過程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移、土壓力分布、坑底隆起的空間分布情況，以及土壓力與擋墻位移的關(guān)系，

2、并且探討了基坑幾何尺寸對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的角部效應(yīng)、擋墻位移、土壓力分布、坑底隆起的影響。有限元分析結(jié)果表明： (1)基坑開挖具有較強的分步效應(yīng)和空間效應(yīng)，基坑的變形在基坑角點或中部達(dá)到最小值或最大值；在基坑支護(hù)過程中，土壓力的大小在靜止土壓力值的基礎(chǔ)上隨支護(hù)結(jié)構(gòu)向坑內(nèi)側(cè)位移增大而減小；土壓力的分布由靜止土壓力的三角形分布隨支護(hù)結(jié)構(gòu)位移變化成其它分布。 (2)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移、土壓力分布以及坑底隆起具有明顯的空間效應(yīng)：基坑

3、邊角附近的空間作用較強，而中部較弱?；舆吔翘巼o(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移和被動土壓力較小，隨后逐步增大，至基坑中部達(dá)到最大值。而主動土壓力的變化規(guī)律則相反。 (3)主動土壓力與擋土墻位移之間的關(guān)系可以用雙曲線來擬合。 (4)基坑幾何尺寸對基坑的變形影響顯著。隨著基坑長寬比的增大，空間效應(yīng)逐漸減弱。其間存在一臨界長寬比，當(dāng)超過臨界長寬比時，計算結(jié)果逐漸趨近于某一穩(wěn)定值。 最后，采用本文所述的方法對一個實際工程進(jìn)行了數(shù)值模擬