地下建筑結(jié)構(gòu)工程實(shí)例(ppt34頁)(編輯修改稿)
2025-03-16 09:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 圖 8第四步開挖與支護(hù)模型 圖 9第五步開挖完成后模型 地下建筑結(jié)構(gòu) 基坑開挖前 ,先進(jìn)行土體的自然固結(jié)計(jì)算 ,即初始地應(yīng)力場的生成 ,然后消除固結(jié)過程產(chǎn)生的位移。初始地應(yīng)力場的生成選用分階段彈塑性求解法進(jìn)行生成。 基本步驟為 :生成網(wǎng)格模型 定義模型為摩爾 庫倫彈塑性本構(gòu)模型 設(shè)置土體強(qiáng)度參數(shù)、在模型上添加所有的物理邊界條件(包括位移邊界條件和受力邊界條件 )并設(shè)置土體密度和重力加速度 輸入 sofve elastic命令 軟件按照默認(rèn)設(shè)置自動(dòng)分階段求解 保存計(jì)算結(jié)果至 自然固結(jié)位移清零。 初始地應(yīng)力場生成的水平位移 (x方向 )和垂直位移 (z方向 )結(jié)果如圖 圖 11。 地下建筑結(jié)構(gòu) 圖 10土體自然固結(jié) x方向位移 圖 11土體自然固結(jié) z方向位移 地下建筑結(jié)構(gòu) 由結(jié)果可以看出 : x方向初始地應(yīng)力固結(jié)的位移圖中 ,前后兩面因添加位移約束條件 ,故使得模擬值與固結(jié)位移值稍有偏差 ,主要表現(xiàn)在模型局部荷載區(qū)域靠近后側(cè) x方向位移約束處 ,但總體而言 ,可以代表場地初始地應(yīng)力場的水平固結(jié)位移分布。 x方向位移圖表明 :土體因承受局部建筑荷載而產(chǎn)生水平位移 ,最大水平位移出現(xiàn)在荷載下方的土體表面 ,最大值僅為 。一般而言 ,在地面無局部荷載 (或荷載沿整個(gè)場區(qū)表面均 勻分布 )且 各土層為成平面 各向異性體 的 理想情況下 ,土體 自 然固結(jié)不會(huì)產(chǎn)生水平方向的位移 。 故在基坑設(shè)計(jì)計(jì)算以及數(shù)值模擬分析中均不 能 忽略周邊建筑物的荷載作用。 水平位移向外影響范圍約為荷載寬度的一倍 ,遠(yuǎn)離荷載處水平位移非常小 ,可不計(jì)。模型前后兩個(gè)邊界因定義位移邊界條件 ,故位 移 值為零。 地下建筑結(jié)構(gòu) z方向固結(jié) 沉 降位移圖表明 :最大沉降值出現(xiàn)在局部荷載下方土體 表面 ,最大固結(jié) 位 移 約 為 ,且荷載 對 沉降位移的影響范圍不大 ,邊界土體初始 地 應(yīng)力沉降固結(jié)位移 約為 Zcm。 因受土體自重作用 ,同一垂直 平 面內(nèi) ,土體固結(jié)沉降位移最大值出現(xiàn)在土 體頂面 ,因 存在沉降位移的累積 ,隨著深度增大位 移 值逐漸變小 ,在模型底面邊界 ,因定義邊 界約 束條件 ,沉降值為零。 地下建筑結(jié)構(gòu) 通過零模型 (null)來模擬基坑開挖 ,逐層開挖工況可以通過逐層設(shè)置開挖區(qū)材料為零模型來模擬。但是在無支護(hù)開挖時(shí) ,分不開挖模擬和一次性開挖模擬結(jié)果差別不大 ,故在對無支護(hù)開挖的基坑模擬計(jì)算直接通過一次性開挖到位后進(jìn)行運(yùn)算 (solve)?；訜o支護(hù)開挖模擬水平、垂直位移及位移速率計(jì)算值見圖 1 13。 地下建筑結(jié)構(gòu) 圖 12無支護(hù)開挖模擬水平位移計(jì)算 圖 13無支護(hù)開挖模擬水平位移速率計(jì)算 圖 14無支護(hù)開挖模擬沉降計(jì)算 圖 15無支護(hù)開挖模擬沉降速率計(jì)算 地下建筑結(jié)構(gòu) 從基坑無支護(hù)開挖模擬位移等值線圖可以獲得如下信息 : 若該基坑不進(jìn)行支護(hù) ,直接放坡開挖 ,則基坑最大水平位移為 ,發(fā)生在 CD段基坑側(cè)壁臨空面 ,位移方向指向基坑 。最大水平位移速率為 s,方向指向基坑。 基坑最大垂直位移 (沉降 )也發(fā)生在 CD段基坑側(cè)壁臨空面 ,最大沉降量為 。最大垂直位移速率為 。周邊建筑物底面將產(chǎn)生較大的沉降差 ,將影響該建筑的正常使用甚至破壞。 分析上圖中的位移及沉降數(shù)據(jù)可以知道 ,基坑在無支護(hù)狀態(tài)下開挖時(shí) ,將引起基坑壁位移和變形速率都很大 ,不能滿足基坑穩(wěn)定和變形的要求 。在實(shí)際工程開挖中 ,因受各種不確定因素的影響 ,基坑很可能己經(jīng)發(fā)生坍塌 ,必須予以支護(hù)加固 ,確保安全 。 地下建筑結(jié)構(gòu) 從基坑位移分布圖結(jié)合不平衡力模擬計(jì)算結(jié)果知 ,基坑開挖隱患位于 CD段 ,其主要危險(xiǎn)因素為距基坑 90KN局部建筑荷載。因支護(hù)工藝采用小
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