滲流作用下基坑工程應(yīng)力與變形有限元數(shù)值分析.pdf

1、隨著我國城市建設(shè)的發(fā)展和大型水利工程的不斷涌現(xiàn),深基坑工程日益增多,且規(guī)模和深度也不斷加大。沒有有效合理的考慮滲流對基坑開挖和周圍環(huán)境的負(fù)面影響,計(jì)算效率低,是水庫的圍堰與建筑基坑計(jì)算分析和施工普遍存在的問題,制約著基坑工程的發(fā)展。如何更加準(zhǔn)確、合理、高效的對基坑工程進(jìn)行數(shù)值模擬,來提高指導(dǎo)基坑工程實(shí)踐的科學(xué)性,對基坑工程的設(shè)計(jì)和施工有著重要的意義。文章就基坑工程中存在的諸多問題,主要有如下的研究成果:(l)根據(jù)一個(gè)工程中遇到的實(shí)際問題

2、,對一個(gè)管井井點(diǎn)降水過程進(jìn)行了設(shè)計(jì),從井點(diǎn)系統(tǒng)高程,井點(diǎn)系統(tǒng)的布置,以及井的數(shù)量和間距等等各種設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算,說明了基坑降水設(shè)計(jì)的基本過程和應(yīng)該注意的問題。(2)利用Fortran90語言編制了一個(gè)水庫圍堰基坑滲流數(shù)值模擬的計(jì)算程序,計(jì)算分析了在不同的防滲形式下,圍堰基坑滲流場的特性,以及滲流量等滲流要素,詳盡地分析闡述了基坑滲流場有限元數(shù)值模擬的基本過程以及分析方法。(3)利用ADINA軟件對苗家壩水電站的基坑工程進(jìn)行數(shù)值模擬

3、分析,得出在圍堰運(yùn)行期,考慮堰體的孔隙水壓力,對圍堰進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí),采用ADINA軟件中彈塑性Mohr-Coulomb材料本構(gòu)模型,計(jì)算結(jié)果能夠很好的附和堰體的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)和變形情況。(4)使用ADINA軟件,動(dòng)態(tài)模擬基坑開挖全過程,分析得出以下結(jié)論:a、除第一次開挖外（此步開挖墻體處于懸臂狀態(tài),水平位移曲線呈上大下?。?其余各步開挖時(shí),墻體水平位移都是中間大、兩頭小的“鼓形”分布,水平位移的最大值發(fā)生在開挖面以下約2.Om處。b、由于

4、開挖引起的支護(hù)結(jié)構(gòu)變形以基坑邊壁中點(diǎn)處為最大,越接近角點(diǎn),支護(hù)變形逐步減小。一般基坑邊長和土體的位移成正比例關(guān)系。在遠(yuǎn)離樁體處,受基坑開挖影響小。c、隨著土石體開挖的進(jìn)行,坑底最大隆起量總體趨勢是隨著開挖深度的增加而增長,但是也不完全和開挖的深度有關(guān),還與土石體的材料屬性有很大的關(guān)系。當(dāng)開挖結(jié)束以后,隨著基坑降水的進(jìn)行,孔隙水壓力不斷消散,土體產(chǎn)生固結(jié)沉降,坑底隆起量有減小的趨勢,當(dāng)減小到一定值以后趨于平衡。周圍土體滲透系數(shù)越大,坑底的