Plaxis在软土地区水闸地基基础设计中的应用

李卫东　王新伟

【摘要】为综合考虑上部结构、地基基础及两侧高填土等因素的影响，运用通用岩土有限元分析软件Plaxis对工程进行全过程数值模拟，将模拟结果与工程建设过程中监测成果成果进行比较，较为吻合，结果表明Plaxis可以较好的模拟边载、地基基础及上部结构之间相互作用，可以指导水闸工程复杂地基基础的优化设计。

【关键字】Plaxis ；水闸；软土；不均匀沉降；数值模拟

1 基本概况

某水闸位于上海市杭州湾南岸，为一线海塘出海闸。水闸采取分离式布置方案，两边孔采用倒“Π”型结构型式，中跨一块分离式底板。闸首地基处理横断面布置图见图1。本工程闸首地基处理方案整体性很强，需统筹考虑上部结构、基础、地基及墙后高填土间的相互作用，常规的经验计算方法已经难以满足设计计算要求，需采用整体有限元计算方法进行模拟分析[1][2]。

2 有限元模型建立

2.1土体本构模型选取

目前，岩土工程分析常用的本构模型有：非线性弹性 Duncan-Chang 模型[3]，弹塑性的 Mohr-Coulomb 模型、Druker Prager 模型及 Druker Prager+Cap 模型[4]、修正剑桥模型[5]等。Duncan-Chang 模型应用较广，参数也可通过普通的三轴试验获得，且可以考虑卸载模量对计算结果的影响，但未能考虑固结压力的作用，不适宜模拟上海地区的正常固结和弱超固结黏土以及密实度较低的砂土这类变形受体积应变影响较大的土体。Mohr-Coulomb 模型与 Druker Prager 模型为理想弹塑性模型，参数简单且易于获得，但不能考虑卸载模量与加载（剪切）模量的区别，且未考虑固结压力的作用，也不适宜模拟上海地区土层中的卸载开挖问题。……