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文档格式 (基于FLAC3D的深基坑施工过程数值模拟研究及稳定性分析) ㊣ 精品文档

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维空间效应。


沉降值最大的位置位于基坑长边中点附近,而基坑短边中点附近的地表沉降相对较小,同时基坑角点附近的地表沉降最小,可以看出地表沉降与般的变形规律仍然相同。


,,,,图地表沉降云图第章基于屈服接近度的基坑开挖稳定性分析为了详细分析土体变形随基坑开挖过程的变化,本文选取了若干监测点记录了监测点变形随基坑开挖模拟步骤的变化。


图是监测点变形随基坑开挖步骤的变化时程曲线,由图可得监测点的变形普遍随着开挖步骤的推进而变大。


其中由图中的地表监测点时程曲线可以看出随基坑开挖深度的增加,距离坑边最近的地表监测点沉降值有定程度的变小,这主要是基坑不断开挖导致土体的回弹效应越来越明显,并且加上钢支撑的作用,使距离坑边最近的地表土体有定程度的隆起。


而沉降值最大的监测点距离坑边大概为,其最大沉降值接近。


而图中的基坑侧壁监测点侧向变形同样随着基坑的开挖逐渐增大,并且在钢支撑的作用下其变形最大的监测点距离地面大概,即基坑侧壁上下两端的侧向变形较小,中间部分侧向变形较大,符合般的变形规律,其最大侧向变形超过了。


同时由图还可以看出上述所有的监测点在模拟开挖第步之后,其变形几乎保持不变,此时坑边周围的土体趋于稳定。


,,地表沉降监测点变形时程曲线基于的深基坑施工过程数值模拟研究及稳定性分析,,基坑侧壁监测点变形时程曲线图监测点变形随开挖步骤的变化曲线坑外土体屈服接近度分析本次模拟仍然采用弹塑性本构模型,屈服准则选择准则。


同时在进行屈服接近度分析时利用中的语言编制计算屈服接近度的程序。


图是基坑开挖结束后坑边土体的塑性区分布以及屈服接近度分布图,由图可得基坑开挖结束后的塑性区主要集中在基坑坑边附近以及侧壁部分区域。


而屈服接近度接近的区域同样主要集中在坑边附近,在远离坑边的区域屈服接近度逐渐增大。


通过塑性区分布图与屈服接近度分布图的对比,明显的看出屈服接近度小于的区域与发生塑性区的区域大致相同,说明本次屈服接近度的模拟结果较为合理。


同时屈服接近度接近的区域临近屈服状态,说明此区域在基坑开挖扰动中容易造成屈服,在开挖过程中需要引起重视。


数值计算的塑性区分布仅能体现该部位是否破坏,而屈服接近度可以体现模型中所有单元的屈服程度。


因此屈服接近度能够体现各区域岩体的危险程度,而不仅仅局限于中的塑性区,并且可以根据其判别结果对些数值范围内的岩体进行加固,从而改善岩体的整体稳定性。


第章基于屈服接近度的基坑开挖稳定性分析,,塑性区分布图屈服接近度分布图图坑外土体的塑性区与屈服接近度分布云图图是基坑开挖过程中坑外土体的屈服接近度分布云图,由图可得在基坑开挖过程中都是距离坑边较近的土体其屈服接近度较小。


基坑开挖第步之后,坑外土体屈服接近度最小的区域,其屈服接近度值大概在附近。


而随着基坑的开挖,坑边附近土体的屈服接近度逐渐减小,屈服接近度小于的区域明显增加,同时屈服接近度最小值在左右,并且屈服接近度达到的区域也逐渐增加,说明基坑在开挖过程中其坑外土体较危险的区域在定程度上会逐渐增加。


而由图可以看到基坑第步开挖之后的屈服接近度分布云图与第步相比,其差别已经很小。


说明当基坑的开挖以及支护逐渐完成后,其坑外土体的屈服接近度变化也逐渐稳定,并且在基坑开挖的过程中基坑底部以下的土体其稳定性直比较稳定。


开挖第步开挖第步,,基于的深基坑施工过程数值模拟研究及稳定性分析开挖第步开挖第步图坑外土体的屈服接近度分布云图为了分析屈服接近度与土体变形的关系,本文在模型中部进行剖面,以此对坑边周围土体的屈服接近度和变形进行对比。


图是基坑开挖结束后周围土体的屈服接近度分布图与变形云图的对比,由图可得坑外土体沉降较大以及侧向变形较大的区域,其屈服接近度越接近,说明此区域比较危险。


而基坑坑底最终的隆起值较大,但是坑底的屈服接近度接近,说明坑底比较安全。


同时屈服接近度接近的区域主要位于靠近坑边的浅层土体,此区域土体较为危险。


而深层土体以及距坑边较远区域的屈服接近度较大,较为安全。


屈服接近度分布云图竖向变形云图侧向变形云图图坑外土体屈服接近度分布云图与变形云图图是基坑开挖结束后坑外地表屈服接近度分布图与地表变形云图的对比,由图同样可以得出坑外地表屈服接近度接近的区域,也是其变形较大的区域。


同时可以得第章基于屈服接近度的基坑开挖稳定性分析出距离坑边的距离越近,屈服接近度越小,此区域越危险。


而随着距坑边的距离不断增大,屈服接近度也就越接近,即坑外地表土体在定程度上距坑边越远越安全。


屈服接近度分布云图竖向变形云图侧向变形云图图地表屈服接近度分布云图与变形云图为了更加详细的分析基坑开挖过程中土体屈服接近度的变化,本文在基坑长边中点处选取了若干模型单元作为监测点,从而来记录基坑每步开挖之后各监测点的屈服接近度,图是本次数值模拟中屈服接近度监测点位置分布图。


,,图屈服接近度监测点布置图图是基坑侧壁各监测点在每步开挖之后的屈服接近度分布曲线,由图可得基坑在开挖过程中浅层土体的屈服接近度逐渐变小,而深度以下的监测点屈服接近度在开挖过程中几乎保持不变并且总是接近。


其中基坑在前步的开挖过程中,各监测点的屈服接近度减小速率较慢。


在第步开挖结束之后,深度在范围内的监测点屈服接近度有明显的减小,而在之后的开挖过程中各监测点的屈服接近度又逐渐趋于稳定。


同时由图可得当基坑开挖结束后,屈服接近度最小的区域位于深度在屈服接近度监测点基于的深基坑施工过程数值模拟研究及稳定性分析的范围内以及深度为的地方,这两处的屈服接近度都接近于,在开挖过程中是较为危险的地方。


深度图侧壁监测点屈服接近度分布曲线图是基坑地表各监测点在每步开挖之后的屈服接近度分布曲线,由图可得基坑在开挖过程中距坑边以内的监测点屈服接近度变化较为明显,并且屈服接近度随着基坑不断开挖而逐渐变小。


距离基坑越近的监测点其屈服接近度越小,同时减小程度也最为明显。


而距坑边较远的监测点屈服接近度相对较大,并且在基坑开挖过程中这些监测点的屈服接近度都几乎保持不变。


因此说明在基坑开挖过程中距坑边越近的区域越危险,同时模拟结果较为符合实际情况。


第章基于屈服接近度的基坑开挖稳定性分析距坑边距离图地表监测点屈服接近度分布曲线不同开挖方案的屈服接近度分析本基坑工程的开挖过程采用预留两侧土体的开挖方式,即每层土体开挖时先开挖中间土体后开挖两侧土体。


基坑预留两侧土体的开挖方式在开挖过程中可以减少对周围土体的扰动,并且在定程度上可以减小坑外土体的变形,在保持基坑稳定性方面有定的优势,因此不同的基坑开挖方式在开挖过程中坑外土体的稳定性也会有所不同。


本文根据实际工程情况设计了两种基坑开挖方案,对比分析了两种开挖条件下的坑外土体屈服接近度,表是两种方案的具体施工方法及示意图。


表两种开挖方案的施工方法及示意图开挖方案模拟开挖方法模拟开挖示意图方案土体分层开挖,每层开挖时先开挖中间土体,后开挖两侧土体,开挖步骤总共步,分别在第步和第步开挖后施加钢支撑。


基于的深基坑施工过程数值模拟研究及稳定性分析方案土体分层开挖,每步开挖层土体,开挖步骤总共步,分别在第步和第步开挖后施加钢支撑。


图是基坑在两种不同开挖方案条件下的屈服接近度云图,由图可得基坑在以上两种开挖方案下进行开挖,最终的屈服接近度分布规律相同,屈服接近度都是在坑边最小。


而通过对比两种基坑开挖方案下的屈服接近度云图,可以得到基坑开挖方案最终的屈服接近度小于的范围较方案相对较小,开挖方案最终屈服接近度小于的区域较大。


不过两种开挖方案最终的屈服接近度分布大致相同,主要差别在屈服接近度小于的范围内,方案屈服接近度小于的范围相对较大,说明基坑开挖方案中坑外土体的危险区域较大。


因此通过对比基坑两种开挖方案最终的屈服接近度云图,可以得出在方案的开挖过程中其坑外土体较为安全,稳定性相对较好。


方案方案图两种开挖方案的坑外土体屈服接近度分布云图图是基坑两种开挖方案后的侧壁监测点屈服接近度分布曲线,由图可得两种开挖方案下的各监测点服接近度分布曲线具有相同的规律。


但是可以看到两种开挖方案的侧壁监测点屈服接近度几乎相同,但是方案的屈服接近度还是略小于方案。


第章基于屈服接近度的基坑开挖稳定性分析方案方案深度图侧壁监测点屈服接近度分布曲线图是基坑开挖完成后的地表监测点屈服接近度分布曲线,由图可以看出在距离坑

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