[发明专利]软土深基坑变形数值模拟分析方法

摘要

本发明公开了软土深基坑变形数值模拟分析方法，在基坑开挖之前先取软土在实验室中进行三轴压缩蠕变实验，通过STATISTIC软件拟合获取软土体的时间硬化模型蠕变参数，在基坑设计阶段，应用大型有限元软件ABAQUS建立有限元模型，模型四周建立无限单元模拟无限远处对基坑开挖的影响，通过模拟计算得到基坑土方开挖方式、开挖时间及施工间隙对基坑受力及变形的影响规律。本发明在设计阶段就可以对基坑的施工参数进行优化设计，特别是土方的开挖方式、土方开挖时间及施工间隙这三个重要的参数。通过对这三个参数的优化，可以有效减小基坑的变形及支撑轴力，进而增大基坑的安全系数。

主权项

软土深基坑变形数值模拟分析方法，其特征在于包括以下步骤：1)在工程勘察阶段，通过三轴压缩蠕变试验获取软土体的蠕变实验参数，软土体蠕变模型选用扩展的D‑P蠕变模型，粘聚蠕变定律采用时间硬化幂函数定义，其中需定义的蠕变参数通过STATISTIC软件进行数据拟合，其余土体采用D‑P模型，基坑围护结构及支撑采用线弹性模型；根据基坑开挖施工方案、临近建筑物位置，确定基坑围护结构、土体的参数，引入无限单元模拟半无限域的影响，建立开挖有限元模型；2)根据步骤1)所建立的有限元模型，把临近建筑物等效为荷载施加在模型上，并对模型的地应力进行平衡；采用场变量控制法和生死单元控制法对基坑围护结构及土体开挖过程进行模拟，对土方开挖前后的基坑围护结构水平位移、地面沉降、支撑轴力的变化情况进行比较分析，得到基坑围护结构及支撑变形和内力的变化规律，为基坑围护结构变形监测等提供参考依据；3)通过改变待开挖土方开挖方式、开挖时间及施工间隙这几个工程因素的施工参数，采用步骤1)和步骤2)的方法建立多组不同工况下的有限元模型，对各工况下基坑围护结构水平位移、基坑边沉降、支撑轴力的变化情况进行比较分析，得到施工参数对深基坑开挖的影响作用规律，从而得到优化的施工参数。