基于不同本构模型的桩锚基坑支护数值变形对比分析

沈翔

摘 要：为了研究桩锚基坑支护数值模拟中采用不同本构模型时基坑变形定性的规律，本文采用PLAXIS数值分析软件，分别采用 HS模型和M-C模型分析非降水和降水开挖后基坑变形，并进行对比分析。结果表明：土体采用HS模型计算出的沉降比M-C計算结果大，坑底隆起比M-C计算结果小;

关键词：HS模型;M-C模型;基坑变形;PLAXIS

引言

基坑变形数值分析中，首先需要选取一个合适的本构模型，经典的本构模型包括摩尔-库伦模型、土体硬化模型、修正摩尔-库伦模型、修正剑桥模型等，每个模型都有不同优缺点和适用条件。在不考虑数值分析中土体的蠕变性时，可以采用M-C模型（摩尔-库伦模型）和HS模型（土体硬化模型）。国内外很多学者研究了各种本构模型的适用性以及其区别，本文采用PLAXIS数值模拟软件，分别基于HS 模型和M-C模型，探究上述模型在桩锚基坑中变形的规律。

一、HS模型简介

该模型来源于标准排水三轴试验主加载下竖向应变ε1和偏应力q之间的双曲线关系，一般适用于软土和硬土在内的不同类型土体的模拟，其加载模量和卸载模量分别定义，并引入了盖帽型屈服面，即在主应力空间中随着塑性应变而膨胀，能够同时考虑剪切硬化和压缩硬化，并且采用莫尔-库伦破坏准则，HS模型能够反映应力路径对参数的影响，所以适用于各类土质条件下的深基坑开挖数值模拟计算。

二、计算模型及参数选取

1、计算模型

基坑宽20m，深10m，土体为单一均质粉质粘土层。基坑顶部地表距基坑边2～12米范围内有10kPa均布荷载，地下水位埋深3米。……