考虑渗流影响的深基坑开挖三维数值模拟研究

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为分析在降水影响下深基坑的稳定性和现场实测的精确性,运用ABAQUS中的稳态分析方法对深基坑进行了地下水渗流与开挖的三维数值模拟分析,采用德洛克-普拉格(Drucker-Prager)弹塑性模型对深基坑降水情况下开挖和支护体系的变形情况进行了验证,提出了用水位推理法来模拟工程降水问题,等效的模拟真实的基坑降水过程,减少了计算成本。以某地铁车站深基坑工程为研究对象,根据场地的工程地质和水文地质条件以及地铁车站的围护结构设计深度和深基坑开挖深度,将模拟结果与实测值进行了对比分析,本文主要研究内容如下:(1)基于深基坑工程的场地工程地质和水文地质条件,整理了某地铁深基坑的岩土力学实验参数,按照地层变化规律、粒径组成、渗透性质进行了分类整理,为数值计算提供准确的岩土力学参数。(2)通过稳态分析方法对基坑内外进行了降水模拟,并且对不同降水深度、不同初始水位、不同渗透系数及开挖后水位升高下基坑体系的位移情况进行了对比分析。(3)提出水位推理法,并分析了工程降水对深基坑体系及周边地表沉降的影响,并将有无降水的数值模拟分析结果与实际监测结果进行了对比,验证了水位推理法在工程计算中的合理性和可靠性。(4)利用ABAQUS软件对深基坑分步开挖过程及支护的变形性状进行了数值模拟分析,分析了基坑、地下墙的水平位移及周围地表沉降、基坑底部隆起、钢支撑轴力的变化规律。
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