软土地区深基坑型钢水泥土墙支护三维数值模拟分析

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随着基坑工程的发展,软土地区基坑存在的问题及其空间效应越来越明显。常规的基坑设计方法己经不能满足工程要求,使用三维数值模拟方法是今后基坑设计发展的趋势。本文首先论述了软土地区基坑工程和型钢水泥土搅拌桩墙的特点及研究现状,然后分析型钢水泥土搅拌桩墙的性能及其刚度贡献,并在深入讨论基坑设计中常用的弹性地基梁法优、缺点的基础上,提出将土体与围护结构作为整体共同作用的三维有限元计算方法。本文针对苏州地区的某一具体基坑工程实例,基于ABAQUS软件强大的非线性分析功能,建立了考虑土体、围护结构和支撑体系共同作用的整体三维有限元模型。模型中采用摩尔-库伦弹塑性模型来模拟土体,采用接触面单元模拟土体与围护结构之间的接触作用,通过生死单元功能模拟基坑开挖与支护的全过程。根据模型建模及计算结果分析了以下内容:(1)结合软土地区工程地质条件特点选取正确的土体参数,根据本文所研究的型钢水泥土搅拌桩墙刚度贡献分析结果确定其等效刚度。(2)围护结构与支撑体系的内力和变形、土压力的分布规律。(3)通过计算值与实测值的对比,验证本文所建立的计算模型的合理性。(4)改变有限元模型,采用单因素分析方法研究基坑内力和变形的影响因素。(5)将三维有限元模型与弹性地基梁法计算结果作对比,并讨论各自特点。本文的研究成果可为类似基坑工程的设计与施工提供一些参考。
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