论文部分内容阅读
在基坑开挖工程中,基坑变形对基坑自身以及周围环境都有非常重要的意义,如何准确预测基坑在开挖过程中的变形是基坑工程中的重点和难点,目前数值分析是解决这一问题的有效方法。岩土本构模型既是岩土塑性力学的核心,也是数值模拟的基石。数值模拟的核心是本构模型和模型参数的选取,本文主要围绕常用的部分岩土本构模型的适用范围以及参数的选取等方面进行了相关研究。本文选取MC模型、MCC模型、HS模型和HSS模型,通过常规室内土工试验和三轴试验确定所取原状土的本构模型参数,结合基坑工程的勘察报告建立了一套与这四种本构模型相适应的参数选取方案,得到了相关土层的本构模型参数。利用Plaxis有限元程序对基坑工程进行数值模拟,将四种本构模型得到的数值模拟结果与实测结果对比分析得到以下结论:(1)土的弹性模量E可取5Es甚至更大;修正剑桥模型的参数兄和κ,可根据勘察报告提供的塑性指数Ip按推导出的公式计算;固结模量Eoed可取为Es,割线模量E50可取为2Eoed,卸载再加载模量Eur可取为5E50;小应变参数G0可取为2Eur,数值模拟结果受G0影响较大,且G0值越大数值模拟结果越接近实测结果,γ0.7波动范围较小,可取为2E-04;(2)MCC模型、HS模型和HSS模型模拟结果显示地表沉降表现为凹槽型,符合工程实际经验;围护桩变形表现为腹部向基坑内突出呈抛物线形,最大侧移发生在基坑开挖面附近。(3)总体模拟效果最理想的是HSS模型,其次是HS模型和MCC模型,MC模型模拟效果不太理想。建议在基坑工程的有限元分析中应优先选用能够反映土体剪切硬化、压缩硬化、能够区分加荷和卸荷的刚度差异以及土体小应变特性的本构模型。建议海口地区采用HSS模型对基坑工程进行数值分析。(4)对参数的选取进行优化,采用优化后的HSS模型参数得到的围护桩变形曲线与实测结果更为接近,变化趋势和数值都更接近实测结果。HSS模型的参数优化可适当加大刚度参数和参考剪切模量的取值。