无水平支撑深基坑数值模拟分析.pdf

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1、建材世界2014年第35卷第1期doi：10．3963／j．issn．1674—6066．2014．01．010无水平支撑深基坑数值模拟分析喻振贤，陈玉禾(1．中国十五冶金建设有限公司，黄石435000；2．武汉理工大学土木工程与建筑学院，武汉430070)摘要：根据WEGAGEN银行大楼的地质资料以及监测数据，通过有限元软件Midas对该项目建立三维深基坑模型，进行数值模拟分析。介绍了有关工程情况及模型相关设置，提取支护结构变形值与实际监测变形值进行对比，说明该深基坑无水平支撑设计的可行性，并且探讨了基坑开挖过程中边坡的水平位移、

2、竖直位移随施工工序的变化规律。关键词：深基坑支护；数值模拟；MIDASNumericalSimulationAnalysisonDeepFoundationPitWhichHaveNoLevelSupportyUZhen—xian，CHENYu-he(1．ChinaNo15MetallurgicalConstructionCo，Ltd，Huangshi435000，China；2．SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan4300

3、70，China)Abstract：BasedontheWEGAGENBANKfoundationsurveyanddesigninstitute，modeloftriaxialitydeepfounda—tionwasestablishedbyusinglargefiniteelementsoftwareofMIDASanditwasUSedtonumericalsimulation．Thenthispaperintroducedtheengineeringconditionandmodelcorrelation，compared

4、thedeformation-valueofcitystructureandtheobservevaluetoverifiedtheviabilityofthismode1．Thechangeregulationofhorizontalandverticaldisplace—mentwhileexcavationthefoundationpitandtheinfluenceofupperloadtofoundationpitwerediscussed．Keywords：deepfoundationpit；numericalsimul

5、ation；MIDAS1工程概况WEGAGEN银行大楼位于埃塞首都亚的斯亚贝巴市中心，是一栋集办公、购物、餐饮为一体的高层建筑，工程用地面积2263m，建筑物占地面积1900m。基坑开挖面积约2265m，周长约192m，基坑开挖深度为13．07~13。67m。场地周边最大建筑物为12层住宅楼，基础与基坑距离较近。基础支护型式为人工挖孔灌注桩加预应力锚杆，共计134根。2埃塞俄比亚银行大楼深基坑开挖支护三维数值模拟利用大型有限元软件MIDAS，考虑基坑的空间效应，对该工程进行3D建模分析，土体的计算范围在深度方向去基底以下2倍的开挖深

6、度，宽度取开挖深度的2～3倍。对于土体的整个模拟过程采用弹塑大变形理论，破坏准则为摩尔一库仑准则。模型的具体计算范围为：东西×南北×上下一90m×110m×30m。模型的坐标系采用直角坐标系，轴为铅直方向，东西向为z轴，南北向为Y轴。具体的计算网格模型见图1。而对于深基坑支护结构，首先将支护桩、冠梁、锚杆利用线单元进行代替，经过交叉分割，分别按照能使模型耦合的要求进行线映射网格，并赋予特性属性。将赋予属性的网格进行移动和复制，模拟出冠梁，围囹，支柱桩和锚杆模型中桩与土的模量相差很大，在两者界面上常伴随较大的剪应力，在桩与土之间应设置

7、接触面单收稿日期：2013-11-14．作者简介：喻振贤(1963一)，高级工程师．E-mail：lsgwh7176@126．corn35建材世界2014年第35卷第1期表4实测监测点坡顶沉降表5数值模拟测点坡顶沉降对表4、表5及图8、图9进行分析，可以从实际监测数据与有限元模拟结果对比后gg得、出数以下结论：1)实际监测测点的沉降平均值为27．24mm，数值模拟分析值沉降值为45．∞98∞mm∞，这如两加者加之O间的差距可能是由于实际的监测误差或模型简化所产生的差距。2)实际监测数据沉降量与有限元软件分析结果相比数据较为分散，但是

8、在开挖过程中随各个施工工序的进行监测值逐步增长，并且增长的比例大致相同。说明基坑的沉降与基坑的开挖深度成比例上升。+G2点‘G3点+G4点+G9点-4-G11点G14点-4-G18点一G19点一平均值施工工序图9数值模拟竖向位移随施工