基坑工程直立开挖支护的FLAC3D数值模拟分析

许世雄

(中国建筑科学研究院地基基础研究所，北京 100013)

0 引言

基坑放坡开挖的形式是最早的一种基坑开挖方式［1］，该方法要求周边存在比较空旷的施工场地，并且该方法土方量一般会非常大，同时要选择合理的开挖坡度，以保证开挖坡体的稳定性。而当拟建建筑处于建筑物较密集，或周边环境［2，3］条件比较严苛，或对位移要求比较高的时候，就要采用位移控制满足要求的直立开挖支护方式［2-4］。

本文将模拟均质土基坑直立开挖支护结构来进行模拟分析，获得在以变形控制为主的支护设计方案进行比选时提供一些参考建议。

1 数值模拟分析

1．1 建模基本假定

1)土体假定为均匀、各向同性的弹塑性体，土钉考虑成弹性结构体;

2)不考虑坡顶超载作用对坡体稳定及位移变形发展的影响作用;

3)不考虑地下水及孔隙水压力对支护结构的作用，不考虑渗流影响［5］。

1．2 分析目的

本文基于均质土基坑开挖分别建立开挖不支护坡体、纯土钉支护坡体、搅拌桩复合土钉支护坡体3种工况下的开挖模型进行运算分析。首先，对无支护条件下的均质土基坑的开挖过程进行模拟，分析其破坏状态;再次，在模型中设置土钉结构进行支护并开挖，对纯土钉结构支护后的基坑边坡的变形进行了模拟分析;最后，对水泥土搅拌桩复合土钉支护结构体系对基坑开挖的支护效果进行了模拟，对基坑位移变形特性进行分析，总结出一些具有参考价值的结论。

1．3 土体本构模型

因FLAC3D程序中的Mohr-Coulomb模型在岩土工程仿真模拟研究中得到极其广泛的应用［6］。……