基坑土体参数及超挖变形的数值模拟研究

摘要

随着重庆市直辖以来工程建设的加速发展,基坑工程数量愈来愈多。其中一些开挖深度内全是土体的土质基坑,其变形相比于岩质基坑较大,但又不同于软土地区的基坑,使得桩锚支护结构体系在这类基坑中的应用较为广泛。由于目前基坑工程的设计理论尚不够完善,其支护体系的变形研究仍处于发展阶段,因此利用数值分析方法对基坑变形进行研究是十分必要的。但由于计算参数常常不易获得,且对数值分析中的参数取值研究不够重视,导致一些数值分析模型的可靠性较低,不能满足工程要求;并且在实际施工中由于与设计脱节,未遵循时空效应的分层开挖原则而超挖的现象时有发生,超挖引起的过大变形带来了诸多工程问题。因此,本文针对重庆地区桩锚支护结构的土质基坑工程做了如下研究探讨:
　　①对基坑工程设计分析的三种常用方法进行了简单介绍,并重点说明FLAC3D软件的原理和适用性;探讨数值模拟分析方法中的两个关键问题,即本构模型的选用及土体弹性模量的取值。
　　②基于地勘报告中的土体参数,利用FLAC3D软件对重庆地区桩锚支护结构的土质基坑工程实例进行数值模拟。然后结合实测数据进行土体参数的位移反演分析,得到了满足工程要求的可靠数值分析模型;同时探讨重庆地区适用于数值分析的土体弹性模量E的取值关系。
　　③在上述可靠数值模型的基础上,分析部分工程实例的原设计开挖工况的支护桩水平变形;然后重点进行不同位置不同厚度的单一超挖工况的数值模拟分析,探讨单一超挖对支护桩水平变形的影响规律。
　　④结合支护桩水平变形的预警值,探讨最大允许分层开挖厚度的理论值;并对其建议值的可行性进行分析。