数值模拟技术在基坑支护工程设计实践中的应用研究..doc

项目编号 1012011004 项目分类 自然科学 * 社会科学 中国海洋大学 本科生研究发展计划（OUC-SRDP）项目 结题报告书 项目名称：数值模拟技术在基坑支护工程设计实践中的应用研究 负 责 人：马悦 联系电话电子邮箱：blairbasong@yeah.net 所在学院：环境科学与工程学院 专业年级：港口航道与海岸工程2008级 指导教师: 刘小丽 起止年月：2010年 6月至 2011年 4月 二○一一年四月二十八日 本科生研究发展计划管理委员会 基本情况 1、项目负责人情况 姓 名 马悦 性 别 女 出生年月 1989.8 学部、院(系) 工程学院 专业年级 港口航道与海岸工程2008级 学 号 070212008025 2、项目组成员情况 学 号 姓 名 性别 出生年月 专业年级 分 工 070212008025 马悦 女 1989.8 港口航道与海岸工程2008级 项目总负责 计算分析 070212008012 郭冠群 男 1990.7 环境工程2008级 计算分析 080142008043 陶韬 男 1991.12 土木工程2008级 计算分析 3、指导教师情况 姓 名 刘小丽 职 称 副教授 学 历 博士研究生 开设课程 结构力学、岩土工程数值模拟、钢筋混凝土结构设计 研究方向 环境岩土工程 学部、院（系） 环境科学与工程学院 E-mail地址 lxl4791@ouc.edu.cn 联系电话 4、研究经费 总经费 学校划拨经费 自筹经费 实际支出经费 2000元 2000元 0 元 2000 元 5、研究成果形式 实验设计 套 实验报告 1 个 撰写论文 2 篇 发表论文 篇 调研报告 个 制作课件 件 实物产品 件 会议交流 次 设计软件 套 申请专利 项 获得专利 项 其 他 二、OUC-SRDP项目研究成果简介（要求撰写800字以上） 1、研究结果与成效（该项目研究已达到的目的、内容、成果及论文、专利等） 自2010年6月至今，小组成员学习了有限元计算软件PLAXIS2D的使用、基坑支护工程中的各种结构及设计计算方法、土的本构模型和基坑支护工程中有限元理论的应用，以及目前实际工程设计常用计算软件‘理正深基坑计算软件’的使用等专业知识，同时查阅了多篇关于软土环境中深基坑支护工程研究的文献和资料，重点计算了软土地区3个典型基坑支护工程案例，分别是上海丽晶苑大厦基坑工程、上海轨道交通10号线某车站基坑工程和上海徐家汇基坑工程。将PLAXIS2D计算结果与实际监测数据和理正深基坑计算结果进行相互对比分析，总结了PLAXIS2D有限元软件在基坑工程设计中的优缺点，并对土体各参数对PLAXIS2D计算结果的影响进行了分析，提出了相应的解决方案和建议，达到了立项目的。 本项目的研究内容主要包括：（1）利用PLAXIS2D有限元计算分析软件对3个实际基坑开挖工程进行了计算分析，并将计算结果与实测结果进行了对比；（2）利用PLAXIS2D分析了土体本构模型、基坑内侧土体加固以及超开挖对计算结果的影响；（3）利用理正深基坑计算软件对上述3个基坑开挖工程实例进行了计算分析，并将计算结果与PLAXIS2D的计算结果与实测结果进行了对比分析；（4）对基坑开挖工程中的参数敏感性进行了分析计算。 通过本次研究工作，即利用数值模拟技术（PLAXIS2D有限元分析软件）对基坑支护工程进行设计计算，将数值模拟计算结果与实际监测数据和常用方法（理正深基坑软件5.3）计算结果进行相互对比分析，以及对基坑开挖过程中土参数敏感性的分析，得到如下主要结论。 (1) PLAXIS2D是基于水土分算理论来计算支护结构上的水土压力的（设置地下水位时），本研究中的工程实例取自软土地区，采用水土合算较为合适，即不考虑地下水位，这已经为实测结果所证实；对于以砂土为主要地层的基坑开挖工程，原则上应采用水土分算，在利用PLAXIS2D进行基坑开挖的模拟计算时，应当在基坑外设置地下水位，分别考虑水土压力的影响。由于影响基坑开挖的因素较多，当采用水土分算时，如果所得结果与实测结果相比偏大较多，则在排除其他因素后，宜将水压力进行适当折减，具体折减系数宜根据经验确定。而对于主要地层既有砂层又有粘土层的基坑开挖工程，在利用PLAXIS2D进行模拟计算时，建议采用水土合算。 (2) 利用有限元软件(PLAXIS2D)模拟计算基坑支护工程时，对于土体的计算本构模型而言，使用硬化土模型的计算结果与实测结果符合较好；以摩尔-库仑屈服准则为代表