發(fā)布時(shí)間：2020-02-20 19:26

【摘要】：基于硬化土模型(HS模型),利用PLAXIS有限元分析軟件對上海地區(qū)某軟土淺基坑中內(nèi)插H型鋼的重力式擋土墻支護(hù)開展有限元分析,根據(jù)數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果和監(jiān)測數(shù)據(jù)對基坑變形和穩(wěn)定性進(jìn)行研究。研究發(fā)現(xiàn),(1)內(nèi)插H型鋼重力壩圍護(hù)在淺基坑局部開挖7~8 m范圍內(nèi)有著較好的可行性和工程效果,在淺基坑支護(hù)中可作為重力式圍護(hù)的補(bǔ)充手段;(2)使用PLAXIS的HS硬化土模型模擬基坑開挖具有較好的精度和與實(shí)際情況較接近的結(jié)果,HS模型的參數(shù)可以根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行取值;(3)實(shí)際基坑監(jiān)測結(jié)果表明淺基坑的局部深坑處的內(nèi)插H型鋼重力壩在兩端重力壩的約束下其位移發(fā)展受到一定控制,可顯著提高基坑的整體穩(wěn)定性,且內(nèi)插H型鋼可以增加圍護(hù)體本身的剛度,可抵抗部分土壓力彎矩,一定程度上控制了圍護(hù)體的位移;(4)實(shí)際工程中對內(nèi)插H型鋼重力壩的局部開挖深度要謹(jǐn)慎選擇,首先在周邊環(huán)境保護(hù)條件較為寬松的條件下采用,局部深坑深度建議在7~8 m之間,并且基坑整體開挖深度建議在5~6 m之間。通過對軟土淺基坑中內(nèi)插H型鋼的重力式擋土墻支護(hù)的研究,能對相關(guān)基坑支護(hù)工程提供更可靠的技術(shù)支持。
【圖文】：

?.617.81218.56500⑤1-2砂質(zhì)粉土5.4518.9332.0水泥土攪拌樁12000注：*代表經(jīng)驗(yàn)取值�；娱_挖面較長，采用二維平面對稱模型進(jìn)行模擬，模型尺寸為50m×30m。土體均采用HS模型，內(nèi)插型鋼采用板單元，前后2排型鋼用同樣的板單元相互連接來模擬壓頂?shù)倪B系作用。由于水泥土攪拌樁和內(nèi)插H型鋼剛度相差較大，界面處需要考慮界面處的摩擦折減，根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和文獻(xiàn)，界面系數(shù)取值為0.7，模型邊界設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)邊界，即左右邊界約束水平位移，底部邊界為固定位移約束，地下水位設(shè)置為地下0.5m，模型平面網(wǎng)格圖見圖5。圖5內(nèi)插H型鋼重力壩PLAXIS有限元模型Fig.5PLAXISfiniteelementmodelofgravitydamwithH-shapedsteel3.4模擬結(jié)果分析水泥土攪拌樁重力壩為強(qiáng)度較低的脆性材料，在淺基坑局部較深處使用時(shí)插入型鋼可增強(qiáng)自身的剛度和強(qiáng)度。重力壩內(nèi)插H型鋼可以視為弱雙排樁結(jié)構(gòu)，即較弱的門架式結(jié)構(gòu)，壩頂?shù)?00mm厚鋼筋混凝土壓頂可以視為冠梁結(jié)構(gòu)，一定程度上增加其抵抗土壓力的能力。有限元模擬時(shí)采用塑性計(jì)算模式，首先激活H型鋼板單元，然后一步開挖至坑底，釋放土體應(yīng)力。模擬過程中重點(diǎn)關(guān)注重力壩體的自身穩(wěn)定性及其應(yīng)力變化。內(nèi)插H型鋼重力壩的開挖位移發(fā)展趨勢經(jīng)PLAXIS模擬結(jié)果見圖6。(a)土體水平變形(b)土體垂直變形圖6開挖至坑底后土體水平和垂直變形云圖（單位：mm）Fig.6Soilhorizontalandverticaldeformationnephogramafterexcavation(unit:mm)4036322824201612840-4-8-12-16-20-24-28-32686460565248444036322824201612840-4

elementmodelofgravitydamwithH-shapedsteel3.4模擬結(jié)果分析水泥土攪拌樁重力壩為強(qiáng)度較低的脆性材料，在淺基坑局部較深處使用時(shí)插入型鋼可增強(qiáng)自身的剛度和強(qiáng)度。重力壩內(nèi)插H型鋼可以視為弱雙排樁結(jié)構(gòu)，，即較弱的門架式結(jié)構(gòu)，壩頂?shù)?00mm厚鋼筋混凝土壓頂可以視為冠梁結(jié)構(gòu)，一定程度上增加其抵抗土壓力的能力。有限元模擬時(shí)采用塑性計(jì)算模式，首先激活H型鋼板單元，然后一步開挖至坑底，釋放土體應(yīng)力。模擬過程中重點(diǎn)關(guān)注重力壩體的自身穩(wěn)定性及其應(yīng)力變化。內(nèi)插H型鋼重力壩的開挖位移發(fā)展趨勢經(jīng)PLAXIS模擬結(jié)果見圖6。(a)土體水平變形(b)土體垂直變形圖6開挖至坑底后土體水平和垂直變形云圖（單位：mm）Fig.6Soilhorizontalandverticaldeformationnephogramafterexcavation(unit:mm)4036322824201612840-4-8-12-16-20-24-28-32686460565248444036322824201612840-4

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