【正文】 方案一土釘軸力圖 方案二 建模 11 支護(hù) 單元 加強(qiáng)段剖面圖，如圖 。 39 圖 方案二開(kāi)挖完成后基坑合位移云圖及矢量圖 方案二 地面沉降曲線如圖 。最大變形出在基坑深度 12 m 處，接近坑腳的位置，最大水平水移值 mm。 由圖 可見(jiàn)， 11 剖面支護(hù)加強(qiáng)段預(yù)應(yīng)力錨索減少基坑水平變形效果較明顯，深度 10m 位置減小變形量 %，深度 8m 位置減小變形量 %，深度 6m位置減小變形量 %。 圖 22 支護(hù)單元剖面圖 表 22支護(hù)剖面段土釘設(shè)計(jì)參數(shù) 土釘編號(hào) 桿體類型 長(zhǎng)度 (mm) 水平間距 (mm) 鉆孔直徑 (mm) TD1 1Φ 20 9000 1500 130 TD2 1Φ 20 120xx 1500 130 TD3 1Φ 20 120xx 1500 130 TD4 1Φ 20 15000 1500 130 TD5 1Φ 20 120xx 1500 130 TD6 1Φ 20 9000 1500 130 45 圖 22支護(hù)單元錨桿立面圖 圖 計(jì)算網(wǎng)格 圖 計(jì)算網(wǎng)格和支護(hù)錨桿 46 圖 計(jì)算網(wǎng)格局部透視圖 計(jì)算結(jié)果及分析 提取地表沉降位 移、邊坡表面?zhèn)认蛩轿灰坪涂拥茁∑鹱冃沃?，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置如圖 。 按 1: 比例放坡，坡角較小， 基坑開(kāi)挖坡面出形整體向上反彈趨勢(shì)。 土釘軸力形如棗核形，中間大兩端小。土釘、錨索按 梅花形布置，計(jì)算模型沿基坑周邊走向方向取 ， 如圖 。最大值出現(xiàn)在距坡腳約 12 m 處，最大值為 mm。最大 沉降值為 ，出現(xiàn)在離基坑邊緣約 。土釘間排距不變，按梅花形布置、或矩形布置，對(duì)基坑邊坡整體變形影響不大。 錨索預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)值為 160KN，基坑開(kāi)挖完成后有應(yīng)力損失，最大值為 KN。整個(gè)坡面變形是上小下大，最大變形出現(xiàn)中下部。 方案二開(kāi)挖完成后最終 合位移云圖及矢量圖 ，如 圖 。 土釘軸力形如棗核形，中間大兩端小。整個(gè)坡面變形是上小下大，最大變形出現(xiàn)中下部。地表沉降范圍較小。圖 ~圖 為開(kāi)挖計(jì)算有限 差分網(wǎng)格，最大開(kāi)挖深度 H=，考慮基坑土質(zhì)情況的開(kāi)挖影響范圍，計(jì)算深度和寬度為最大開(kāi)挖深度的（ 2~3） H，即模型整體高度取 30 m，整體寬度為 130 m。 250布置 ， 噴砼 C20， 厚度 80mm。105 30 179。 錨 桿鉆 孔注漿材料 為 水泥漿，強(qiáng)度不低于 M20。 變形模量由壓縮模量換算得到，如下式 sEE ???0 （ ） 26 )1/()21)(1( ???? ???? （ ） 式中： 0E 為變形模量（ MPa）； s E 為壓縮模量（ MPa）； ? 為泊松比。每層開(kāi)挖至錨桿位置向下 m，再施工土釘 或錨桿。采用預(yù)應(yīng)力錨桿及土釘墻結(jié)合的復(fù)合土釘墻支護(hù)，設(shè)置七道土釘、三道預(yù)應(yīng)力錨索，掛網(wǎng)噴砼。 各計(jì)算工況編號(hào)如表 。若錨單元兩節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)重合，錨單元與實(shí)體單元聯(lián)結(jié)成整體，不產(chǎn)生相對(duì)位移；錨單元節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不重合時(shí)，錨單元與實(shí)體元之間產(chǎn)生相對(duì)位移，其位移大小與界面模型參數(shù)有關(guān)。 圖 錨單元軸向力 變形特性曲線 采用彈簧 滑塊系統(tǒng)來(lái)描述錨桿（索）、砂漿及巖體直接的相互作用關(guān)系，如圖 。 流固剛度比是指流體模量和固體模量之間的比值，定義為： 24 / 3k MR KG?? ? () 如果固體的剛度很大，或流體具有高壓縮性，則得出 Rk 較小，稱之為相對(duì)剛性骨架，可以 不進(jìn)行耦合計(jì)算；如果固體模量較小，流體不可壓縮，則Rk 較大，稱之為相對(duì)柔性骨架，這時(shí)需要進(jìn)行耦合分析。設(shè)置孔隙壓力固定時(shí)表示透水邊界條件，流體可以流入 (流出 )模型邊界。在無(wú)滲流模式下，也可以在節(jié)點(diǎn) 上設(shè)置孔隙水壓力，但其值保持不變，固體單元的屈服判斷由有效應(yīng)力決定。 該軟件具有強(qiáng)大的滲流計(jì)算功能，可以解決完全飽和及有地下水位變化的滲流問(wèn)題。 滲流 原理 FLAC3D 可以模擬多孔介質(zhì)中的流體流動(dòng)，比如地下水在土體中的滲流問(wèn)題。這種初始狀態(tài)，就是巖體中的初始應(yīng)力場(chǎng)。實(shí)際上，位移并不參與 FLAC 的計(jì)算。 (5) FLAC3D 具有強(qiáng)大的內(nèi)嵌程序語(yǔ)言 FISH，使得用戶可以定義新的變量或函數(shù)，以適應(yīng)用戶的特殊需要。溫度計(jì)算可以與靜力、動(dòng)力或滲流計(jì)算耦合，也可單獨(dú)計(jì)算。 ?滲流模式。 (2) FLAC3D有五種計(jì)算模式。而有限元采用的隱式解法對(duì)于非線性問(wèn)題需進(jìn)行迭代計(jì)算，比線性問(wèn)題要耗費(fèi)許多的計(jì)算時(shí)間，而且無(wú)法跟蹤系統(tǒng)的演化過(guò)程。節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程可表示為如下形式： llili mFtv ??? () 其中 )(tFli 為在 t 時(shí)刻 l 節(jié)點(diǎn)的在 i 方向的不平衡力分量，可由虛功原理導(dǎo) 15 出。 ③ 對(duì)不同工況下計(jì)算得到地下水位變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，評(píng)估降水效 果，給出較優(yōu)的基坑降水設(shè)計(jì)方案，確保高鐵路基“零”沉降。 13 我們采用 Flac3D對(duì)放坡土釘墻、復(fù)合土釘墻設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)算。 300mm，集水井尺寸 500179。 南廣場(chǎng)：周邊布置降水井，共 23眼，設(shè)計(jì)井深均為 20m。 （ 2） 主要結(jié)構(gòu)材料 水泥 （ 3） 主要參數(shù) ①水泥漿：灌漿壓力 ～ 、進(jìn)漿量 60～ 80L/min、漿液比重 ～；或者控 制水灰比 ～ 。 （ 3）本工程為臨時(shí)性工程，設(shè)計(jì)時(shí)限 12個(gè)月。 3）腰梁 腰梁采用鋼肩梁施工工藝，材料選用槽鋼 2[18a。 （ 6） 主要結(jié)構(gòu)材料 水泥 鋼筋 φ： HPB235 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fyk=235N/mm178。地下水類型為第四系孔隙潛水。 層厚： ～ ，層底深度： ～ ，層底高程： ～ 米。 層厚： ～ ，層底深度： ～ ，層底標(biāo)高： ～。該 層內(nèi)主要有 2個(gè)亞層，分述如下： ⑥ 1粉質(zhì)粘土：淺棕黃色，硬可塑，濕，含鐵錳氧化物，無(wú)搖振反應(yīng)，刀切面較光滑，干強(qiáng)度和韌性較高。 ⑤粉質(zhì)粘土：淺棕黃色，可塑，濕，含鐵錳氧化物，少量姜石，無(wú)搖振反應(yīng)，刀切面較光滑，干強(qiáng)度和韌性中等。 ① 1雜填土：雜色，成分 主要為建筑垃圾，磚塊、灰渣等，結(jié) 構(gòu)松散，位 于該層上部。其余各側(cè)均為拆遷場(chǎng)地，無(wú)地下管線和既有建（構(gòu)）筑物。 工程概況 濟(jì)南西客站是京滬高鐵沿線五個(gè)始發(fā)站之一，濟(jì)南西客站市政配套工程是濟(jì)南市為配合高鐵站正常使用而配套建設(shè)的工程。 濟(jì)南西客站市政配套工程站前廣場(chǎng) 基坑工程 設(shè)計(jì) 優(yōu)化研究 研究報(bào)告 委托單位：濟(jì)南市勘察測(cè)繪研究院 完成單位：山 東 大 學(xué) 完成地點(diǎn)：濟(jì)南 完成時(shí)間： 20xx 年 8 月 1 課題負(fù)責(zé)人： 徐幫樹(shù) 主要完成人： 徐幫樹(shù) 劉日成 王育奎 蔚立元 公銘 報(bào)告編寫人： 劉日成、 王育奎 報(bào)告審核人 ： 徐幫樹(shù) 2 目 錄 第一章 緒論 .................................................................................................................. 4 研究依據(jù) ............................................................................................................ 4 工程概況 ............................................................................................................ 4 場(chǎng)地工程環(huán)境 ..................................................................................................... 5 周邊施工影響 ..................................................................................................... 5 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件 ................................................................................... 5 工程地質(zhì)條件 .......................................................................................... 5 地形地貌及水文地質(zhì)條件 ......................................................................... 8 支護(hù)體系（詳見(jiàn)施工圖） ................................................................................... 8 降水設(shè)計(jì)（詳見(jiàn)施工圖） ................................................................................. 10 研究?jī)?nèi)容 .......................................................................................................... 12 第二章 計(jì)算原理 ........................................................................................................ 14 FLAC3D 計(jì)算原理 ................................................................................................ 14 FLAC3D 優(yōu)點(diǎn) ....................................................................................................... 15 FLAC3D 的本構(gòu)模型 ............................................................................................. 16 FLAC3D 計(jì)算中的問(wèn)題 ......................................................................................... 17 滲流原理 .......................................................................................................... 18 錨桿單元原理 ................................................................................................... 21 第三章 支護(hù)方案變形規(guī)律研究 ................................................................................ 24 計(jì)算目的 .......................................................................................................... 24 計(jì)算說(shuō)明 .......................................................................................................... 24 方案一 ............................................................................................................. 28 方案二 ............................................................................................................. 36 方案一 和方案二對(duì)比分析 ................................................................................. 42 方案三 ...........