某深基坑內(nèi)支撐支護(hù)體系施工動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬及參數(shù)分析.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市用地日趨緊張。地鐵、地下管廊、大型地下商場(chǎng)等城市地下工程的大規(guī)模建設(shè)，使得基坑工程不斷向著更大更深的方向發(fā)展。內(nèi)支撐支護(hù)體系在深大基坑工程中具有良好的安全性和適用性，但目前常用的二維斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法并不能真實(shí)反映內(nèi)支撐、圍護(hù)結(jié)構(gòu)和土體之間的相互作用，對(duì)內(nèi)支撐支護(hù)體系進(jìn)行整體性能研究很有必要。本文以某深基坑支護(hù)工程為背景，對(duì)內(nèi)支撐支護(hù)體系進(jìn)行實(shí)測(cè)和數(shù)值分析，運(yùn)用有限元軟件MIDAS/GTS建立了三維數(shù)值模型，對(duì)

2、動(dòng)態(tài)施工過(guò)程進(jìn)行了模擬。結(jié)合基坑施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果，分析研究了支護(hù)體系的整體性能和變形規(guī)律，探索設(shè)計(jì)參數(shù)取值對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響，并對(duì)原方案進(jìn)行了優(yōu)化。主要內(nèi)容如下:
　　(1)通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)和資料，概述基坑支護(hù)工程的特點(diǎn)以及不同支護(hù)方式在實(shí)際工程中的應(yīng)用，總結(jié)國(guó)內(nèi)外基坑變形計(jì)算和支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)用設(shè)計(jì)方法，為后續(xù)研究提供依據(jù)。
　　(2)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)及周邊環(huán)境條件，進(jìn)行支護(hù)方案設(shè)計(jì)，結(jié)合場(chǎng)地變形要求和支護(hù)結(jié)構(gòu)重點(diǎn)部位，制定工程監(jiān)測(cè)方

3、案，選用監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和整理。根據(jù)基坑支護(hù)工程變形監(jiān)測(cè)結(jié)果，分析了施工過(guò)程中支護(hù)樁頂水平位移、支護(hù)樁深層水平位移、混凝土支撐軸力等的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，建立了灰色理論預(yù)測(cè)模型，并基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)探討了預(yù)測(cè)模型的精度和可行性，為同類基坑工程的設(shè)計(jì)及施工過(guò)程的變形控制提供建議。
　　(3)依據(jù)基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)文件，建立深基坑內(nèi)支撐支護(hù)體系的三維有限元模型。根據(jù)具體施工工序建立分步工況，分析了支護(hù)體系在動(dòng)態(tài)施工過(guò)程中的內(nèi)力、位移變化規(guī)律，以

4、及基坑開(kāi)挖對(duì)周邊環(huán)境的影響;同時(shí)將模擬結(jié)果與監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證有限元方法的可行性與有效性，為后續(xù)研究提供有效的數(shù)值模型。
　　(4)基于內(nèi)支撐支護(hù)體系三維有限元模型，分析各設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)支護(hù)體系性能的影響，對(duì)支撐剛度、圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度、圈梁（冠梁）剛度進(jìn)行敏感性分析。結(jié)果表明，對(duì)支護(hù)體系性能影響最大的是支撐剛度，其次是圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度、圈梁（冠梁）剛度。基于上述研究，對(duì)原基坑支護(hù)方案進(jìn)行了優(yōu)化。計(jì)算結(jié)果表明，優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案在變形增加較少