[发明专利]一种基于连续性倒塌设计的基坑计算方法

说明书

本发明公开了一种基于连续性倒塌设计的基坑计算方法，包括以下步骤：步骤1：建立开挖有限元模型；步骤2：模拟土体开挖过程；步骤3：利用“单元生死”模拟基坑支撑局部失效；步骤4：得出荷载(轴力)传递系数。本发明土体采用M‑C模型，围护结构采用线弹性模型，利用大型有限元软件建立有限元模型对基坑施工过程进行模拟分析，对基坑开挖过程中地应力平衡、围护结构的施工、土方开挖等细节进行了详细的模拟，进而得到基坑荷载(轴力)传递系数，具有创新意义，拥有广泛的工程应用前景。

技术领域

本发明涉及基坑工程设计领域，特别涉及防灾减灾领域。

背景技术

近年来，随着经济的发展，我国的城市化水平不断提高，特别是20世纪80年代后，我国各类高层建筑如雨后春笋般出现，各类建筑与市政工程逐渐增多，地下商场、地下轨道交通等不断涌现，基坑工程向着超大、超深方向发展。

相较于结构工程，基坑工程具有很强的区域性和不确定性，随所在地区或局部场地的工程地质和水文地质条件的不同，差异性很大。因此，其发生连续破坏事故的可能性、事故导致的损失、所造成的社会影响的广泛性甚至可超过上部结构工程的连续破坏。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于连续性倒塌设计的钢筋混凝土支撑轴力计算方法，通过采用M-C模型，围护结构采用线弹性模型，利用大型有限元软件ABAQUS建立有限元模型对基坑施工过程进行模拟分析，对基坑开挖过程中地应力平衡、围护结构的施工、土方开挖等细节进行了详细的模拟，得出基坑荷载(轴力)传递系数，拥有广泛的工程应用前景。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于连续性倒塌设计的钢筋混凝土支撑轴力的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立开挖有限元模型，在工程勘察阶段，通过直接剪切试验或者三轴试验获取软土体的实验参数，土体采用M-C模型，根据基坑开挖施工方案和土体的参数，引入无限单元模拟半无限域的影响，建立开挖有限元模型

步骤2模拟土体开挖过程，对模型的地应力进行平衡，采用“单元生死”控制法对土体开挖过程进行模拟。

步骤3模拟支撑局部失效，利用拆除构件法以及“单元生死”控制法移除某道支撑模拟局部失效。

步骤4得出荷载(轴力)传递系数，分析剩余基坑位移力学行为，得出荷载(轴力)传递系数。

在步骤1中的建立所述开挖有限元模型的具体方法包括以下步骤：

步骤1.1：土体采用M-C模型，其中c、φ由室内三轴试验确定。

步骤1.2：建立无限单元三维基坑模型，并平衡地应力。

本发明所述有限元模型包括CPE4单元模拟土体，CPE4R单元模拟围护墙。

附图说明

图1是本发明的基于连续性倒塌设计的基坑计算方法的流程示意图。

图2是本发明的基于连续性倒塌设计的基坑计算方法的模型示意图。

图3是本发明的基于连续性倒塌设计的基坑计算方法的支撑编号图。

图4是本发明的基于连续性倒塌设计的基坑计算方法的各层1道支撑失效下围护结构最大水平位移曲线图。

图5是本发明的基于连续性倒塌设计的基坑计算方法的各层1道支撑失效下围护结构最大弯矩曲线图。

图6是本发明的基于连续性倒塌设计的基坑计算方法的各层2道支撑失效下围护结构最大水平位移曲线图。

图7是本发明的基于连续性倒塌设计的基坑计算方法的各层2道支撑失效下围护结构最大弯矩曲线图。

具体实施方式