探讨FLAC3D在深基坑开挖与支护数值模拟中的应用

宿州三馆基坑支护中的FLAC3D应用

护的一种方法，非常实用。通过对基坑支护与未支护开挖的工况进行比较，从而找出土体破坏的趋势位置，可更好
工程位于宿州市汴北新区。西邻人民路、北为芒砀路，东南侧与宿州市体育馆相邻。本工程由科技馆用房、档案馆用房以及妇女儿童活动中心用房３大功能区组成。地下１层，地上５层。该项目基坑工程平面呈不规则五边形，南
宿州三馆基坑支护中的ＦＬＡＣ３Ｄ应用
张荣平黄辉李文涛龚良勇
中恒建设集团有限公司江西南昌３３００３８
攮■ ：针对宿州市。三馆深基坑土钉墙支护的特点，运用ＦＬＡＣ３Ｄ软件进行深基坑开挖与土钉支护过程的数值模拟。
质黏土夹粉土、黏土夹粉土、粉土夹黏土、黏土、粉土夹
１基坑概况与设计选型
１．１工程概况宿州市科技馆、档案馆、妇女儿童活动中心 “ 三馆 ”
黏土。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１．２方案设计１）基坑南、东、北侧，根据地质报告剖面图，Ａ１Ｂ段
杂填土较深，约４ｍ，采用加大一定坡度的土钉墙支护，土钉采用击入花管后二次注浆的方式进行施工。面层采用６ｍｍ＠２００ｍｍＸ２００ｍｍ钢筋网片，喷厚８０ｍｍ的Ｃ２Ｏ细石混凝土。坡顶设２００ｍｎＸ３ｉ００ｍｍ素混凝土挡水梗，并做防
状况，进而从应力一应变的角度对基坑边坡的变形破坏机制进行分析。而比较复杂的边界条件同样适用，实体内部介

基于flac3D深基坑开挖模拟与支护设计

本科生毕业论文（设计）题目：基于flac3D深基坑开挖模拟与支护设计指导教师: 职称:评阅人: 职称:摘要随着城市化过程中不断涌现的高层建筑和超高层建筑以及城市地下空间的开发，深基坑工程越来越多，深基坑工程项目的规模和复杂性日益增大，给深基坑工程的设计和施工带来了更大的挑战。

在这样的背景下，深基坑支护结构设计和变形量预测已成为岩土工程领域的重要研究课题之一。

本文以武汉市万达广场深基坑工程作为研究对象，利用勘查资料和深基坑支护结构设计要求，比选合理的基坑支护方案并进行相应的计算设计。

同时，本文针对深基坑工程变形量验算等难以解决的问题引用了flac3D数值模拟方法，对基坑开挖、支护结构施工进行全方位的模拟监测，将计算设计结果和模拟计算结果进行对比验算，得出比较合理的支护结构设计方案和变形量控制方案。

根据基坑实际情况和勘查资料，本文选择的围护方案为以大直径混凝土排桩、双排桩、角撑与对顶撑相结合的内支撑为主的多种联合支护方案，结合坡顶大面积卸土减载、坑内被动区加固的措施。

计算部分主要设计计算大直径混凝土排桩（钻孔灌注桩）桩长、内力和配筋，而对卸土减载、内支撑结构、坑内被动区加固和降水设计只进行了简要的说明；flac3D模拟部分主要从建立模型、设置大直径混凝土排桩、放坡开挖、放坡坡面土钉施工、预应力锚索（代替内支撑）施工和基坑主体开挖为顺序进行建模计算，最后进行变形量监测、分析，输出桩单元、锚单元的内力分布情况并给出相应的结论与建议。

本文以常规计算和数值模拟相结合的方式进行参考对比，常规计算和数值模拟分析结果非常接近，给出了有效合理的安全系数。

关键词：深基坑支护设计flac3D模拟数值模拟AbstractWith the urbanization process ,high-rise buildings and supertall buildings are continuously emerging .As a result ,underground space development project and deep excavation project become more and more. At the same time, the scale and complexity of deep excavation increasing bigger. they make the design and construction of deep excavation to face greater challenges. So structural design and deformation prediction of deep excavation has become an important research issue in the field of geotechnical engineering. In this paper, the deep excavation of Wanda Plaza, Wuhan is studied. And using survey data and structural design of deep excavation requirements to select reasonable foundation pit ,then to conduct the corresponding design. The meantime, as checking the deformation of deep excavation is a difficult problems ,it uses flac3D numerical simulation method to monitor the progress of deep pit’s excavation, construction .Then comparing the design results of the calculation and simulation results to obtained reasonable support structure design and control program of deformation.According to the actual situation and exploration data, the envelope of large diameter piles concrete piles, angle brace and top brace on the combination of a variety of internal support-based programs are selected, combined with slope Top large dump load shedding and the reinforcement measures of pit passive zone.1) The calculation part of the paper mainly introduce the design and calculation of large diameter concrete piles or bored pile, and the rest just briefly introduce the dumping load shedding, internal support structure, the pit design of passive zone strengthening and precipitation.2) With flac3D, successively study the model building, setting large diameter concrete piles, sloping excavation, soil nailing construction, pre-stressed cable (instead of internal support) construction and excavation for the foundation pit .Finally, conduct the deformation monitoring , output pile element, the internal force distribution analysis in anchorage unit .And then, provide the corresponding conclusions and recommendations.In this paper, conventional calculations and numerical simulation methods are used. And their results were very close. So it can give an effective and reasonable safety factor through the combination of these methods.Key words: deep excavation design flac3D numerical simulation目录第一章绪论 (1)第一节选题思路 (1)第二节设计流程 (1)第二章工程概况及场地工程地质条件 (3)第一节工程概况 (3)第二节场地工程地质条件 (4)第三章A-OPQRSA段基坑支护结构设计 (10)第一节设计依据 (10)第二节设计参数 (10)第三节A-OPQRSA段基坑支护方案选择 (11)第四节A-OPQRSA段基坑减载放坡设计 (13)第五节A-OPQRSA段基坑支护桩设计 (13)第六节A-OPQRSA段基坑地下水控制方案设计 (24)第四章基于flac3D基坑开挖模拟分析 (27)第一节关于flac3D的概述 (27)第二节基坑维护方案 (27)第三节计算模型及参数 (28)第四节初始应力计算 (29)第五节支护桩施工 (31)第六节模拟分层开挖和设定锚杆 (32)第七节设置采样记录变量 (34)第八节计算结果分析 (35)第五章结论与问题 (44)第一节结论 (44)第二节设计过程中存在问题 (45)致谢 (47)参考文献 (48)附录 (49)第一章绪论第一节选题思路深基坑工程设计是当今岩土工程界关注的热点话题，深基坑工程的难题在于对变形量的预测，基坑允许的变形、垂直位移的计算是比建筑物自身允许的沉降和沉降计算更为复杂的课题，但又是基坑工程尤其是在软土地区和工程地质、水文地质复杂地区无法回避的问题。

基于FLAC3D的深基坑支护三维数值模拟分析

ＶｏＩ．２９Ｎｏ．１，Ｆｅｂ．２０１７
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１ — ８７９８．２０１７．０１．００７
基于ＦＬＡＣ３Ｄ的深基坑支护三维数值模拟分析
ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｂａｓｅｄｏｎＦＬＡＣ３Ｄ
ＣＨＥＮＧＺｅｈａｉ。ＹＵＺｈｅｎｓｈｕａｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２３，Ｚｈｅｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
中图分类号：ＴＵ４７６．４文献标志码：Ａ文章编号：１６７１ — ８７９８（２０１７）０１ — ００３７ — ０６
Ｔｈｒｅｅ — ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｅｅｐ
程泽海，于振帅
（浙江科技学院土木与建筑工程学院，杭州３１００２３）
摘要：为研究基坑不同支护方式对围护结构变形及稳定性的影响，利用ＦＩＡＣ３Ｄ三维快速拉格朗日差分方法对某地铁深基坑分步开挖与支护进行数值模拟，并对两种支护方案进行对比分析。研究结果表明：地下连续墙最大水平位移出现在墙顶，且位于地下连续墙长度方向的中部；在分步开挖时，第一步开挖时地下连续墙的位移

利用FLAC 3D 对基坑支护数值模拟分析

ｃｍ，最大位移为４５ａｍ。采用土钉墙支护后，边墙的位移为２～４ａｍ，最大位移为６ｃｍ。对比表明，土钉墙支护能够有效的阻止基坑的变形，维持基坑的稳定。同时，根据土钉的轴力分布特征，分析基
坑在不采取支护措施的情况下将发生滑移破坏。
ｄａｔｉｏｎｐｉｔｉｎｓｏｍｅｄｉｓｔｒｉｃｔ，ｔｈｅａｕｔｈｏｒｓｐｒｏｊｅｃｔｅｄｔｈｅｓｏｉｌｎａｉｌｅｄｗａｌｌｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｄｅｓｉｇｎａｎｄｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｎｕｍｅｉｒｃａｌ
第３２卷
第４期
世
界地
质
Ｖ０ｌ＿３２Ｎｏ．４ＤｅＣ．２０１３
２０１３年ｌ２月
ＧＬＯＢＡＬＧＥＯＬＯＧＹ
文章编号：１００４— ５５８９（２０１３）０４— ０８５７— ０５
利用ＦＬＡＣ３Ｄ对基坑支护数值模拟分析
马宏，季聪，杨瑞刚，刘录君
１．吉林大学建设工程学院，长春１３００２１；
２．中水东北勘察设计研究有限责任公司，长春１３００２１
摘要：ＦＬＡＣ３Ｄ是岩土工程中广泛应用的软件。本文以某地区基坑为背景，进行土钉墙支护设计，并利用ＦＬＡＣ３Ｄ软件对土钉墙支护前后进行数值模拟。在基坑开挖完成后，边墙位移一般为２０～４０

FLAC3D在深基坑工程开挖中的数值模拟分析

２．ＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃｌａＥｎｇｉｎｅｅｉｒｇｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｓｔｎｉｔｕｔｅ，ＨｏｈａｉＵｉｎｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｇ，Ｊｎｉａｇｓｎｕ２１００９８，Ｃｈ／ａ）ｎ
随着基坑开挖深度的增加而加大，基坑壁向坑内的水平位移变化趋势仍然是中间部分最大，边角处最小，而且基坑壁的长边由于开挖的范围相对较大，其变形量相对于短边也增大，这充分体现了基坑开挖
过程中的时空效应，数值模拟计算结果可以为工程设计提供指导和参考。关键词：ＦＬＡＣ３Ｄ；深基坑；位移；数值模拟中图分类号：ＴＵ４７０．３文献标识码：Ａ文章编号：１６７２＿ｌ１４４（２０１３）０４ —０ｏ１７ —０４
第１１卷第４期
２０１３年８月
水利与建筑工程学报
ｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＥｎｎｅｅ血ｌｇ
Ｖｏ１．１１Ｎｏ．４
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＦＬＡＣ３ＤｉｎＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｆｏｒＤｅｅｐＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＰｉｔＥｘａｖｃａｔｉｏｎ
ｔｒａｌｂｓｅａｍｅｎｔ，ｔｈｅｕｐｌｉｆｔｇｒｏｗｓｔｏｈｅｔｌａｒｇｅｓｔｖｌａｕｅ，ａｎｄｎｅｒａｈｅｔｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｗｌｌａ，ｉｔｉｓｓｍａｌｌｅｒ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅ Leabharlann Ａｕｇ．，２０１３

FLAC3D对基坑开挖数值模拟分析

随着中国经济的快速发展城市的规模?断扩大地下工程尤其基坑工程越来越多但是在基坑开挖的稳定性及变形特征上并没有直接的手段分析往往需要大?工程实践的总结
第 27 卷第 4 期 2013 年 8 月
资源环境与工程 Resources Environment ＆ Engineering
Vol. 27，No. 4 Aug．，2013
（ 3）定义边界条件、初始条件，来定义模型的初始
状态。
2 基坑开挖模型的建立及结果分析
2． 1 工程概况工程区位于辽宁省抚顺市，地上为 24 层住宅楼，
地下为 2 层停车场。基坑开挖范围为长 40 m，宽 18 m，深 8 m。区内地形平坦，地貌单元属于浑河冲积阶地。地下水类型为第四系孔隙潜水。稳定水位埋深为 9． 3 ～ 11． 5 m。地下水位年变化幅度约为 2． 0 m，该地下水主要以大气降水为补给来源。
根据现场钻探所揭露地层表明，构成工程区地层为： ① 填土：由粘性土和少量砖块、碎石等组成，松散。该层分布不连续。层厚 0． 3 ～ 0． 6 m。对基坑稳定影响较小。 ② 粉质粘土：黄褐色、灰黑色，可塑。摇振反应无，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。该层分布连续。地层的物理力学参数见表 1。
表 1 物理力学参数表
Table 1 Physical and mechanical parameters
天然重度 / 弹性模量 / 地层
（ kN·m － 3 ） GPa
粉质黏土 18． 6
0． 28
粘聚力 / MPa 0． 01
内摩擦角 /
（ °） 35
泊松比 0． 27
2． 2 基坑计算模型的建立及结果分析模型根据具体实际地形建立，坐标系以基坑长边

基于FLAC3D的深基坑支护数值模拟应用

基于FLAC3D的深基坑支护数值模拟应用基于FLAC3D的深基坑支护数值模拟应用摘要：本研究利用有限元数值模拟软件FLAC3D对深基坑支护进行了数值模拟。

通过对建筑施工现场实际参数的调查和相关文献的研究，我们建立了一个三维数值模型，并进行了不同支护方案的比对分析。

结果表明，采用加强钢支撑和地下连续墙的支护方案，能够有效地减少土壤变形、保证建筑物的安全性。

关键词：深基坑、支护、FLAC3D、数值模拟、加强钢支撑、地下连续墙1. 引言近年来，城市建设和基础设施建设快速发展，深基坑建设越来越普遍。

但是，深基坑工程施工过程中的安全问题一直备受关注。

其中，深基坑支护是工程中的一个重要环节。

为了确保施工期间的安全性，提高深基坑工程的质量和效率，数值模拟成为了深基坑支护研究的重要方法。

本文利用FLAC3D有限元软件，对深基坑支护进行了数值模拟，探究了不同支护方案对支护效果的影响。

2. 建立数值模型本文选取了某施工现场所需建设的深基坑作为研究对象，通过现场实际参数的调查和相关文献的研究，建立了一个三维数值模型，包括土体、加强钢支撑和地下连续墙等要素。

我们选用FLAC3D软件，采用三维非线性、非弹性有限元法建立了深基坑支护数值模型。

3. 数值模拟分析本文通过数值模拟的方法，分别对三种支护方案进行了分析和比较。

根据实际工程情境和可行性，将基坑侧壁加强钢支撑和地下连续墙结合起来，分别分析了它们分别对基坑支护的影响。

3.1 仅加强钢支撑采用钢支撑作为支护方案，计算结果表明，在基坑侧壁进行局部加强支撑的情况下，土体变形量和基坑下沉量都可控制在较小的范围内。

但是，当钢支撑的纵向间距较大时，局部土体变形较大。

3.2 仅连续墙支护采用地下连续墙作为支护方案，计算结果表明，连续墙的设置是很有必要的。

连续墙的加固作用可以有效地控制土体侧向位移和基坑下沉量。

但是，如果连续墙质量不好，可能会导致工程安全事故发生。

3.3 加强钢支撑和连续墙结合支护我们采用加强钢支撑和地下连续墙结合的支护方案，计算结果表明，在相同的施工条件下，结合支护方案的基坑下沉量更小，变形量也更小。

兰州某地铁站深基坑开挖监测及FLAC3D模拟分析

兰州某地铁站深基坑开挖监测及FLAC3D模拟分析兰州某地铁站深基坑开挖监测及FLAC3D模拟分析随着城市发展的需要，地铁建设逐渐成为现代化城市的标志性工程。

兰州作为一个发展迅速的城市，地铁建设在给市民出行带来便利的同时，也给城市的土木工程带来了一系列的挑战。

特别是地铁站点深基坑开挖过程中的地下水位变化对工程安全性提出了较高要求。

本文将围绕兰州某地铁站深基坑开挖过程中的监测与模拟分析展开论述，基于FLAC3D软件进行模拟分析，以期为后续工程的设计与施工提供参考和指导。

首先，本文将介绍兰州某地铁站深基坑开挖监测的重要性。

地铁站点的深基坑开挖工程涉及到地下水位变化、地层变沉等问题，其安全性是保障工程顺利进行的基础。

通过对开挖深度、土层厚度、地下水位等参数的监测，可以及时发现问题并采取相应的措施，有效避免地下水突破、地面沉降等不良后果的发生。

接着，本文将详细介绍FLAC3D模拟分析在地铁站深基坑开挖过程中的应用。

FLAC3D是一种基于有限差分法的三维数值模拟软件，能够对工程结构的力学行为进行全面模拟和分析。

通过在软件中输入不同的模拟参数，可以对地铁站深基坑开挖过程中的地下水位变化、土体变形等问题进行模拟和分析。

模拟结果能够为工程设计和施工提供科学依据，帮助工程师判断工程的稳定性和安全性。

随后，本文将以兰州某地铁站深基坑开挖工程为例，展示FLAC3D模拟分析的实际应用效果。

首先，我们将采集实际监测数据，包括地下水位、土体变形等参数。

然后，通过FLAC3D软件建立相应的模型，输入监测数据和设计参数，并设定不同的挖掘深度和时间节点。

根据模拟结果，我们可以分析不同挖掘深度和时间节点下土体变形情况的变化趋势和规律。

同时，我们还可以对模拟结果进行灵敏度分析，研究不同参数对工程稳定性的影响，以及采取相应措施的必要性和可行性。

最后，本文将总结兰州某地铁站深基坑开挖监测与FLAC3D模拟分析的研究成果，并对该方法在地铁工程中的应用进行讨论。

FLAC3D对基坑开挖数值模拟分析

的手段，在基坑工程中得到广泛的应用。本文以某地区基坑开挖为背景，运用有限差分法计算模拟基坑开挖后周围土体的变形和受力情况。为基坑边墙的稳定性分析及支护方式提供依据 … 。
② 粉质粘土：黄褐色、灰黑色，可塑。摇振反应无，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。该层分布连续。地层的物理力学参数见表１。
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＣｏｎｔｉｎｕａｉｎ３Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ的简写，是三维岩体力学有限差分计算机程序。由著名的国际学者Ｐｅ —
ｔｅｒＣｕｎｄａｌｌ博士开发的面向土木建筑、采矿、交通、水
（２）定义本构模型和赋予材料参数，来限定模型对于外界扰动做出的变化规律；
于基坑为轴对称图形，因此取基坑的１／４建立模型。
（３）定义边界条件、初始条件，来定义模型的初始
为了减少边界条件对计算结果的影响，在ｘ轴上向基坑外取３０ｍ，在Ｙ轴上向基坑外侧取３１ｍ，基坑底面
阶地。地下水类型为第四系孔隙潜水。稳定水位埋深
为９．３～１１．５ｍ。地下水位年变化幅度约为２．０ｍ，该
利、地质、石油及环境工程的通用软件系统。可以对土质、岩石或其它材料进行三维岩土工程三维数值分析。ＦＬＡＣ３Ｄ可以解决分步开挖、大变形及大应变、非线性和非稳定系统等有限元难以实现的诸多复杂的工程问

基于FLAC^3D的深基坑桩锚支护数值模拟分析

基于 FLAC 3D的深基坑桩锚支护数值模拟分析陈　莘，时贤龙（南京市市政工程质量安全监督站，江苏南京 210036）【摘要】随着城市可利用土地资源日益减少，深基坑工程已成为解决城市地下空间开发的重要途径。

本文以南京市某市政工程地下空间深基坑工程实例为研究背景，运用 FLAC 3D 软件对工程实际进行模拟分析，模拟结果与实际监测数据吻合，说明该模拟方法的合理性，为以后相似的工程提供了实用价值和理论研究参考。

【关键词】深基坑；桩锚支护；数值模拟；FLAC 3D 【中图分类号】 TU473.2 【文献标志码】 A 【文章编号】 1671－3702（2020）12－0061－040　引言随着国民经济建设步伐的加快，高层建筑、城市地下交通以及大型地下市政设施的兴建使得基坑工程深度、宽度和体积在不断变大［1］，因此对基坑工程的支护体系不断提出更高的要求，不仅要确保坑壁自身的稳定性，还需要确保相邻建筑和基础设施的安全稳定［2］。

本文对深基坑的桩锚支护设计进行研究，针对具体工程，采用FLAC 3D 软件对支护结构模拟分析，分析基坑的最大不平衡力、水平位移以及锚杆轴力的变化规律，进而对支护结构进行优化，为类似工程中支护结构设计优化提供参考。

1　项目概况1.1　工程概况该工程为南京某地下空间及其配套附属设施，位于南京市秦淮区，拟建场地基本平坦，东西约 60 m 、南北约 90 m 。

建筑总用地面积 7 478.57 m 2，总建筑面积 47 846.54 m 2，其中地上建筑面积 25 385.26 m 2，地下建筑面积 22 461.28 m 2。

地下建筑 5 层，地上建筑 12层。

基础采用筏板基础，埋深 ±0.00 以下 30.10 m （局部埋深 31.70 m ），基础筏板应力约为 350 kN/m 2。

设计室内 ±0.00 标高为 47.20 m ，室内外高差为 0.30～0.60 m 。

基于FLAC3D的深基坑支护数值模拟应用

基于FLAC3D的深基坑支护数值模拟应用随着城市现代化建设脚步的加快,城市人口数量的不断增多,城市建筑开始向更高和更深层次发展。

越来越多的高层建筑,超高层建筑,地铁,地下停车场,地下超市等在城市中建造,伴随而来的是深基坑工程的出现。

基坑研究由来已久,能够因地制宜选择合适合理的基坑支护方案以及施工开挖方式方法等是检验每个工程技术人员技术能力的最高标准。

本文依托呼和浩特市轨道交通1号线地铁博物馆站深基坑工程。

运用有限差分软件FLAC3D对深基坑开挖各阶段进行数值模拟计算,结合现场实际监测数据。

研究分析了地铁深基坑支护结构、支撑轴力、周边地表沉降变形变化特征。

研究发现:该深基坑开挖引起的支护结构地下连续墙变形曲线为“弓形”变形形态,引起的周边地表沉降变形曲线为“漏斗形”变形形态。

数值模拟结果与实际监测数据不同,但总体趋势基本一致,表明深基坑开挖的数值模拟具有一定的预测效果。

结合现场实际监测工作,能够更好的指导施工。

该深基坑支护方案及深基坑开挖方式方法合理可行,对今后该地区类似工程有一定的参考价值。

基坑开挖与支护FLAC数值模拟计算及分析

基坑中由于土体的挖出、自重应力的释放，致使基底土向上回弹，同时坑壁墙体的侧移、挤压墙前的土体，也会造成基底的隆起。隆起量的大小是判断基
坑稳定性和将来建筑物沉降的重要因素之一。在基坑工程中一般都会采取有效措施控制坑壁的
侧移，因而基底的隆起主要是土体的回弹而引起［６］。在基坑底部隆起量记录中，基坑底部中心线处的隆起量最大。在设计和施工过程中，不应忽视基坑隆起对基坑的破坏。
根据工程勘查报告及相关资料，各土层物理力学参数取如下表１所示。
表１土的物理力学性质表
Ｔａｂｌｅ１Ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｏｉｌ
分层
粘聚力ｃ（ｋＰａ）内摩擦角ϕ（û）重度γ（ｋＮ／ｍ３）泊松比 µ
①杂填土１０
１０
１７
如图９所示，除桩身后一定距离内的土体以外，基坑大部分土体水平位移量较小。支护桩后很大范围内的土体沉降量有所改变。这主要因为基坑壁附近土体发生了侧移，而造成了基坑壁后土体的地层损失而导致沉降量增大。随着土体深度的增大，这种沉降量
第１７卷第１期
张蕊，等：基坑开挖与支护ＦＬＡＣ数值模拟计算及分析
０引言
基坑工程一直是岩土工程中的一个重要课题。土体是各向异性非均质的松散体，精确反映土体性质的参数难以取得。土中水的含量也直接影响着土体性质，土体的应力会随着基坑开挖及结构物的加固，而重新分布。在经典土力学理论基础上，对基坑整体应力分布观测及结构物的受力分析方面具有一定的局限性。尽管在土体参数准备方面往往不是很充分，数值模拟可以随着开挖数据的不断积累不断反演计算。改进计算模型和参数，同时也积累更多的模拟经验［１］。本文利用数值模拟对基坑开挖后的变形、应力分布、结构物受力进行分析。

基于FLAC3D的基坑开挖与支护分析

拟
３．１参数选取及边界条件
基坑计算边界条件：ｘ、Ｙ方向外扩约１倍开挖宽度；底部影响区沿基坑底再向下取约１倍基坑深度，模型尺寸基本可以消除边界效应对计算结果的影响。所
拟建 × ×区指挥中心工程场地位于北京 × ×区人民政府西侧。拟建建筑基坑平面尺寸约为６３．０ｍｘ
基坑周边土体变形。而基坑工程必须以支护结构安全和周围环境安全为前提。目前常用的预｝贝４基坑变形方法有经验公式法、安全系数法、数值分析法和反分析法、地层损失法、系统分析法ｌ＿１］、时空效应法等，理论方面经历了从较早的土压力理论和板桩分析理论到二维、三维数值分析再到反分析的发展阶段，其中反分析法是在数值分析方法基础上提出的，将数值分析法的应用提高到了更高层次［２］，由此可见，以数值方法是分析基坑工程引起土体变形的良好方法。
工方案，形成信息化施工。
关键词：基坑；ＦＩＡＣ３Ｄ；数值模拟
中图分类号：ＴＵ７５３文献标识码：Ｂ文章编号：１。０４ —５７１６（２０１３）Ｏ５一。０１１ —０４
１概述
４５．００ｍ，基础埋深为一８．８０ｍ，属中型基坑。
基坑开挖是土体卸荷过程，地应力的释放必将引起
拟建场地的地层程序自上而下依次为： ①层杂填土（），层厚度２．６～４．７ｍ。② 层粘质粉土（Ｑｉｐ１），层

基于FLAC3D的深基坑开挖与支护数值模拟应用

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｅｅｐｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔ；ｉｎｔｅｒｎａｌｂｒａｃｅ；ｒｏｗ—ｐｉｌｅ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｌｉｚｈｅｎｇｓｏｆｔｗａｒｅ；ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｖａｌｕｅ；ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ；ｇｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｅｃｕｒｉｔｙｉｓｓｕｅｓｏｆｇｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇａｎｄｅｘｃａｖａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｂｒａｃｅｒｏｗ—ｐｉｌｅｄｅｅｐｆｏｕｎｄａｔｉＯｎｐｉｔａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｄｅｓｉｇｎａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔ，ｔｈｅｅｘｃａｖａｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｗｉｔｈｓｏｆｔｗａｒｅＦＬＡＣｆｏｒａｃｅｒｔａｉｎｄｅｅｐｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｗｉｔｈｉｎｔｅｒｎａｌｂｒａｃｅｒｏｗ－ｐｉｌｅｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｉｎＹｉｎｇｋｏｕ．ＴｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｗｅｒｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｍｏｎｉｔｏｒｅｄｖａｌｕｅａｎｄｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｖａｌｕｅｏｂｔａｉｎｅｄｗｉｔｈＬｉｚｈｅｎｇｓｏｆｔｗａｒｅ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｇｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｗｉｔｈＦＬＡＣｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＬｉｚｈｅｎｇｓｏｆｔｗａｒｅｉｓ２２，２５，２２ａｎｄ２０ｍｍ．ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｇｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｆｉｅｌｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｓ２６ａｎｄ３０ｎｌｌｎ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｉｎｔｈｅｅｘｃａｖａｔｉｏｎａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｄｅｅｐｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔ，ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅＦＬＡＣ。ｃａｎｎｏｔｏｎｌｙｗｅｌｌｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｇｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｂｕｔａｌｓｏｏｂｔａｉｎｂｅｔｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｅｆｆｅｃｔｆｏｒｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．

基于FLAC3D软土基坑开挖与支护分析

图1　基坑开挖数值模型及维护结构
2.2数值结果分析
由于基坑开挖深度较深，在卸荷作用下基坑土会产生一定量的回弹，加之维护结构在主动土压力作用下的变形会对基坑土体产生影响，因此数值计算过程中对基坑侧壁以及坑底进行了位移监测。

分析不同开挖阶段土体
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2018.05 |
[5]邴启超, 马永峰. 某软土地区深基坑开挖数值模拟分析[J]. 西部探矿工程, 2011, 23(9):3-5.
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60|CHINA HOUSING FACILITIES。

基于FLAC3D的深基坑土钉墙支护数值模拟

总667期第五期2019年2月河南科技Henan Science and Technology基于FLAC3D的深基坑土钉墙支护数值模拟周浩文邱丁山邹先义（中国十九冶集团有限公司，四川成都610031）摘要：以某小学深基坑工程为例，通过FLAC3D建立了基坑开挖的三维模型，对基坑开挖过程及土钉墙支护进行模拟，分析了水平位移及土钉墙受力特点，水平位移随开挖过程不断增大，沿基坑深度呈“C”型分布，最大位移达18mm；土钉最大应力在靠近坡面位置，混凝土面层弯矩沿深度逐渐增大。

研究表明，土钉墙支护方案是可行，能够有效地抑制基坑变形，保证基坑的安全稳定。

关键词：深基坑；土钉墙；FLAC3D；数值模拟中图分类号：TU476文献标识码：A文章编号：1003-5168（2019）05-0132-03 Numerical Simulation of Soil Nailing Wall Support for DeepFoundation Pit Based on FLAC3DZHOU Haowen QIU Dingshan ZOU Xianyi（China19th Metallurgical Corporation，Chengdu Sichuan610031）Abstract:Taking a deep foundation pit project in a primary school as an example,a three-dimensional model of foun⁃dation pit excavation was established by FLAC3D,and the process of foundation pit excavation and soil nailing wall support were simulated.The horizontal displacement and the stress characteristics of soil nailing wall were further an⁃alyzed.The horizontal displacement increased with the excavation process and distributed in a"C"shape along the depth of foundation pit,with the maximum displacement reaching18mm.The maximum stress of soil nail was near the slope,and the bending moment of concrete surface layer increased gradually along the depth.The research shows that the soil nailing wall support scheme is feasible,which can effectively restrain the deformation of foundation pit and ensure the safety and stability of foundation pit.Keywords:deep foundation pit；soil nailing wall；FLAC3D；numerical simulation随着城市建设规模不断扩大，深基坑工程越来越多。

FLAC3D在深基坑支护优化设计中的应用

深基坑开挖和支护是一种很复杂的工程。然而 , 现有的支护计算理论是基于刚塑性理论的极限平衡法 , 支护结构受力为破坏时的极限力 , 无法得出支护结构工作状态的实际受力状况。基坑变形只能通过经验估计 , 支护设计在很大程度上依赖于实践经验 [ 1~ 3] , 因而要设计出安全、合理、经济的支护方式存在很大的难度。数值模拟方法由于比理论方法在计算实际受力和位移方面具有很大的优势 , 因此在深基坑开挖前对其进行数值模拟 , 可以用来分析基坑的变形和破坏机理及其成因 , 从而可以对支护结构进行优化 , 以达到基坑合理支护的效果。本文将 FLAC3D 数值模拟方法应用到西安市骡马商业步行街深基坑支护工程的优化设计中 , 有效地克服了理论方法的不足 , 为支护工程优化设计提供了一种新的思路。 1 工程概况及原支护方式西安市骡马商业步行街深基坑工程位于西安市东大街与东木头市之间 , 基坑南北长 360m, 南侧宽 110m, 北侧宽 130m, 占地面积约 45 000m 2, 场地地坪标高为 407. 40~ 409. 70m, 南高北低 , 基底标高为 396. 00m, 基坑深度 11. 4m 。场地属于黄土梁洼地貌单元 , 由于土层性质良好 , 基坑深度不大 , 考虑经济、快速的因素 , 因此采用土钉墙方式进行支护。场地的地层资料如表 1, 土钉参数如表 2[ 4] 。表1 地层编号 1 2 3 4 地层名称填土上更新统黄土古土壤中更新统黄土埋深 ( m) 0~ 3 3~ 6 6~ 10 10~ 17. 4 地层及岩性特征 ( kN/ m 3) 17. 0 17. 8 18. 9 19. 5 C ( kPa) 13 27 35 45 ( ) 15 20 10 25 Es ( MPa) 4. 0 3. 9 6. 8 9. 8 泊松比 0. 30 0. 32 0. 35 0. 33

FLAC3D在深基坑支护优化设计中的应用

FLAC3D在深基坑支护优化设计中的应用
李琰庆;蔡怀恩;许冲
【期刊名称】《河南城建学院学报》
【年(卷),期】2007(016)003
【摘要】针对现有基坑支护计算理论的缺点,运用FLAC3D对西安市某深基坑在无支护条件下的开挖过程进行了数值模拟,分析了基坑的变形和失稳机理,确定出基坑的破坏模式.据此,对原基坑支护方案进行优化,优化方案又用FLAC3D进行了模拟验证,结果表明优化方案是可行的,同时也证实了FLAC3D可以用来对深基坑支护进行优化.
【总页数】4页(P47-50)
【作者】李琰庆;蔡怀恩;许冲
【作者单位】西安科技大学,地质与环境工程系,陕西,西安,710054;淮南矿业集团,安徽,淮南,232001;西安科技大学,地质与环境工程系,陕西,西安,710054;西安科技大学,地质与环境工程系,陕西,西安,710054;中国科学院地质与地球物理研究所,北
京,100029
【正文语种】中文
【中图分类】TU473.2
【相关文献】
1.FLAC3D在深基坑支护优化设计中的应用 [J], 马露;李琰庆;蔡怀恩
2.深基坑支护在建筑中的优化设计和应用探讨 [J], 赵军
3.桩-锚联合在深基坑支护中的应用和优化设计 [J], 李红霞;党玲博
4.深基坑支护在建筑中的优化设计和应用探讨 [J], 陈佳锡
5.进化策略及其改进算法在深基坑支护优化设计中的应用研究 [J], 侯公羽;弭尚银;杨春峰
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用FLAC3D分析地铁车站基坑开挖与支护

用FLAC3D分析地铁车站基坑开挖与支护侯景鹏;邢继光【摘要】运用三维有限差分软件FLAC3D对深圳市地铁9号线某车站工程进行了基坑开挖与支护模拟.土体采用摩尔-库伦模型进行计算,得到了基坑开挖过程中各工况的竖直位移和水平位移.计算结果显示位移较小,基坑支护结构的设计安全可靠.基坑端部墙体在18 m范围内对基底隆起的影响较为明显,其范围相当于开挖深度.基坑端部墙体在20 m范围内对基坑侧移的影响较为明显,其范围相当于基坑宽度.地表沉降最大值点和水平位移最大值点都出现在距离基坑边缘15 m～25 m的区域内,大致相当于开挖深度.模拟结果可以作为今后设计施工的参考.【期刊名称】《东北电力大学学报》【年(卷),期】2018(038)003【总页数】5页(P67-71)【关键词】地铁车站;基坑开挖支护;变形规律;FLAC3D模拟【作者】侯景鹏;邢继光【作者单位】东北电力大学建筑工程学院,吉林吉林132012;中铁工程设计咨询集团有限公司太原设计院,太原山西030000【正文语种】中文【中图分类】TU9我国城市建设飞速发展，人口快速向大城市集中，城市道路交通拥堵问题日益严重．各大城市为缓解交通拥堵问题不约而同地选择开发地下空间，我国迎来了一轮建设地铁工程的高潮．车站深基坑的平面尺寸及开挖深度都有增大的趋势，容易导致基坑周围土体产生较大位移，使深基坑设计施工的难度不断提高．建设地铁车站不仅要保证基坑支护体系和基坑本身的稳定，还要保证附近建筑和地下管线不受破坏，这就要求施工中严格控制周围土体的变形．本文使用ITASCA公司推出的有限差分软件FLAC3D对深圳市地铁9号线某车站深基坑的开挖支护进行了数值模拟，根据模拟结果分析基坑内外土体竖直位移和水平位移的规律．1 工程概况1．1 地质条件车站全长为315．638 m、标准段宽为21．6 m，车站底板埋深约17．5 m．车站主体和附属结构均采用明挖顺筑法施工．该工程属深圳市重点建设项目，工程重要性等级为一级;地形地貌较简单、不良地质作用一般发育．原始地貌为台地及其间沟谷区，地势平坦．根据野外地质钻探结果和广东地区地质资料，上覆土层是第四系松散层，下伏基岩主要由花岗岩组成．岩土分层主要有:素填土层，平均2．48 m;填石层，平均1．02 m;残积可塑状砾质粘性土层，平均2．32 m;残积硬塑状砾质粘性土层，平钧4．80 m;全风化花岗岩层，平均3．78 m;强风化花岗岩层，平均3．61 m;中风化花岗岩层，平均2．21 m;微风化花岗岩层，平均7．82 m．根据车站工程基坑尺寸和地质情况，基坑侧壁主要为残积砾质粘性土层及全、强、中、微风化花岗岩，基坑底板主要为强、中、微风化花岗岩．1．2 支护方案连续墙具有刚度大、整体性好、防渗性好、适应性强等优良性能，因此车站主体结构采用连续墙形式，附属结构可采用钻孔灌注桩，亦可采用螺杆桩［1］．设计采用800 mm厚地下连续墙，墙顶设冠梁，截面为1．0 m×0．8 m，在墙顶冠梁位置设第一道钢筋混凝土支撑，支撑截面为0．6 m×1．0 m，纵向支撑间距为9．0 m，第二、三道支撑采用钢管撑，管径600 mm．深基坑开挖过程一般选择分层开挖，支撑架设需要操作平台，应开挖到支撑以下一定深度后再架设支撑．根据上述情况，制定方案如下:在墙顶处设置第一道钢筋混凝土水平支撑;向下挖至8．5 m深度处，在8 m深度处设置第2道水平钢支撑，此时为工况一;向下挖至13．5 m深度处，在13 m深度处设置第3道水平支撑，此时为工况二;最后向下挖至底部17．5 m深度，此时为工况三．2 基坑开挖支护数值模拟2．1 FLAC3D在基坑开挖中的应用FLAC3D是美国ITASCA咨询集团公司推出的基于有限差分法的软件．可以分析渐进破坏和失稳，在大变形模拟方面优于其他模拟软件．它包括弹性材料模型、塑性材料模型、莫尔－库仑弹性材料模型、应变软化/硬化塑性材料模型等多种本构模型．除了岩土材料外，梁、桩、壳以及支护、衬砌、锚索、土工织物、摩擦桩等结构也可以用FLAC3D进行模拟［2］．2．2 计算模型及参数建模主要分为两部分:基坑土体和地下连续墙采用实体单元，实体单元的物理模型比衬砌单元清晰，参数较少．混凝土支撑和钢管支撑采用beam单元．FLAC3D中的“null”模型非常适用于模拟基坑的开挖［3］，模型单元被设定为“null”表示将该单元从模型中删除．地铁车站基坑长度较长，基坑中间很多部分处于同样的受力状态，会增加很多重复计算，降低计算效率，故选取基坑模型尺寸为长36 m，宽20 m，深18 m．选取合适的计算边界有利于提高计算效率和结果的精度［4］．取整体模型的尺寸为长96 m，宽160 m，高38 m．以端部基底中点为原点，基坑纵向为x方向，基坑宽度方向为y方向，深度方向为z方向．模型四周各侧面和底面均限制法向位移;模型顶面即地面，设为自由面．建模时合理地划分网格能够明显提高计算效率．距离基坑较近的区域是研究中重点，应该增加网格密度．距离较远区域受开挖的影响较小，网格可以疏一些．分析模型及支护示意图，如图1所示．图1 分析模型及支护示意图3 数据分析3．1 基底隆起变形竖直位移云图，如图2所示．可以看出基底中点隆起比较明显．在距离端部36 m的基坑底部取6个监测点，分别距离基坑中点 0 m、2 m、4 m、6 m、8 m 和10 m．将测点各工况的基底隆起绘制成图，如图3所示．可以看出每次开挖后隆起明显增加，基底中点隆起变形最大，距离中点越远隆起变形越小，基底边缘受围护结构制约，隆起最小．整体隆起变形数值偏大，这是土的回弹模量一般大于压缩模量造成的．在莫尔－库仑模型的研究中，目前除了在回弹为主的区域增大弹性模量参数数值，还没有更好的解决方案被提出．图2 竖直位移云图图3 y方向排列各测点的基底隆起图4 x方向排列各测点的基底隆起在基底中心线上取7个监测点，分别距离端部36 m、30 m、24 m、18 m、12 m、6 m 和 0 m．将测点各工况的基底隆起绘制成图，如图4所示．可以看出靠近基坑端部的范围，端部墙体对基底隆起有明显的约束作用，而远离基坑端部的部分，基底隆起虽然也随着端部距离的增大而增加，但增长并不明显．三个工况的开挖深度分别为 8．5 m、13．5 m 和 18 m，而三个工况分别在与端部距离8．5 m、13．5 m和18 m左右的位置开始，隆起增长的趋势明显放缓．由此可知基坑端部墙体对基底隆起有显著影响的范围基本相当于开挖深度．3．2 基坑坑壁侧移水平位移云图，如图5所示．可以看出支护结构约束作用明显，基坑侧移最大值没有出现在基坑顶部．图5 y方向水平位移云图图6 竖直排列各测点的侧移量图7 水平排列各测点的侧移量在距基坑端部36 m的基坑一侧设置8个监测点，分别距离基底－3 m、0 m、3 m、6 m、9 m、12 m、15 m和18 m．将测点各工况的侧移绘制成图，如图6所示．可以看出第一道混凝土支撑有效限制了基坑顶部的侧移，基坑侧移最大值出现在距基底3m处，最大值为3．49mm，最大值点高度以下受内部土体约束而逐渐减小［5～6］．工况一中，侧移最大值出现在开挖深度以下，这是因为第一道钢筋混凝土支撑刚度较大，更好地限制了顶部的侧移．所以应纵向分段开挖，每开挖一段立即设置支撑，钢管撑可施加预应力，以此减小基坑的水平变形．在基坑一侧基底以上3m处设置7个监测点，分别距离基坑端部36 m、30 m、24 m、18 m、12 m、6 m和0 m．将测点各工况的侧移量绘制成图，如图7所示．可以看出每次开挖后基坑侧移都明显增加，端部墙体限制附近范围的基坑侧移，距离端部越远，侧移量越大．端部墙体在20 m范围内对基坑侧移影响比较显著，相当于基坑宽度．3．3 地表位移在距端部36m的地表设置15个监测点，距离基坑中线的距离分别为10 m、12．5 m、15 m、17．5 m、20 m、22．5 m、25 m、27．5 m、30 m、35 m、40 m、50 m、60 m、70 m 和 80 m．将测点各工况沉降绘制成图，如图 8所示．可以看出连续墙有上浮的趋势，沉降最大值出现在距基坑边缘一定距离的地方，随着距离增加，基坑开挖对地表沉降的影响也越来越小［7～11］．而沉降最大值出现的位置距基坑边缘15 m～25 m，数值上与开挖深度相近．在地表位移最大值可能出现的范围加强位移监测可以有效监控地下工程对临近建筑的影响［12］．图8 地表竖向位移图9 地表水平位移将各测点各工况y方向水平位移绘制成图，如图9所示．可以看出水平位移的变化趋势与竖直沉降类似，最大值也出现在距基坑边缘一定距离的区域．随着与基坑中线的距离越来越大，水平位移也逐渐减小．水平位移最大值与沉降最大值出现的位置在同一范围内．4 结论(1)利用三维有限差分软件FLAC3D对基坑进行分步开挖支护模拟，计算得到基底隆起，基坑侧移，地表竖直和水平位移．(2)基底隆起最大值发生在基底中心处，基坑端部墙体在18 m范围内对基底隆起的影响较为明显，其范围相当于开挖深度．(3)基坑侧移最大值出现在距基底3 m处，最大值为3．49 mm．基坑端部墙体在20 m范围内对基坑侧移的影响较为明显，其范围相当于基坑宽度．(4)地表沉降最大值出现的位置距基坑边缘15 m～25 m，数值上与开挖深度相近．(5)支护结构的设计是安全可靠的，计算结果可以为工程设计提供参考．参考文献［1］龚靖，刘宇，徐佩洪．新型螺杆桩技术及其工程应用［J］．东北电力大学学报，2016，36(3):91－95．［2］马露，李琰庆，蔡怀恩．FLAC3D在深基坑支护优化设计中的应用［J］．河北工程大学学报:自然科学版，2007，24(4):35－38．［3］刘勇，冯志，黄国超，等．北京地铁工程深基坑围护结构变形研究［J］．地下空间与工程学报，2009，5(2):329－335．［4］朱彦鹏，吴意谦．某地铁车站深基坑变形规律数值模拟及优化［J］．兰州理工大学学报，2014，40(1):108－113．［5］刘均红．地铁车站深基坑变形规律的三维数值模拟分析［J］．北方交通，2011(7):55－58．［6］任建喜，冯晓光，刘慧，等．地铁车站深基坑围护结构变形规律监测研究［J］．铁道工程学报，2009(3):89－92．［7］刘继国，曾亚武．FLAC3D在深基坑开挖与支护数值模拟中的应用［J］．岩土力学，2006，27(3):505－508．［8］麻凤海，张维来，吕培印．地铁车站深基坑开挖对土体影响的数值模拟［J］．辽宁工程技术大学学报:自然科学版，2012，31(3):295－299．［9］房师军，付拥军，姚爱军．某地铁工程深基坑排桩围护结构变形规律分析［J］．岩土工程学报，2011，33(S1):216－219．［10］周爱其，龚晓南，刘恒新等．内撑式排桩支护结构的设计优化研究［J］．岩土力学，2010，31(S1):245－255．［11］吴意谦，朱彦鹏．兰州市湿陷性黄土地区地铁车站深基坑变形规律监测与数值模拟研究［J］．岩土工程学报，2014，36(S2):404－410．［12］高飞，李长庆，倪博，等．平行隧道施工对路面基础沉降的影响［J］．东北电力大学学报，2016，36(3):96－101．。

FLAC-3D深基坑的开挖与支护的命令流

FLAC D3深基坑的开挖与支护的命令流一、实例工程南宁地区地层属于河流阶地二元地层，广泛分布有较厚的圆砾层，国内尚无在类似地层条件下建设地铁基坑的经验，为此，可使用FLAC3D 对基坑开挖的全过程进行三维数值模拟，在对比实测数据的基础上，总结圆砾层中地铁车站深基坑的地下连续墙水平变形及周围地表沉降变形特征。

该基坑位于大学路与明秀路交叉路口处，沿大学东路东西向布置。

车站基坑长465m，标准断面宽度为20.7m，为地下两层式结构，底板埋深为15.535m（相对地面），顶板覆土厚度大于3m。

本工程主体建筑面积21163.6m2，主要结构形式为双柱三跨框架箱型结构。

本工程所处的大学路为南宁市东西向的主要交通枢纽，车流量大，人流密集，地面条件复杂。

基坑施工采用明挖顺作法施工，围护结构为800mm厚地下连续墙+内撑（三道内支撑加一道换撑）的支护体系。

第一道支撑采用钢筋混凝土支撑，尺寸为800×900mm，冠梁同时作为第一道钢筋混凝土支撑的围檩。

第二、三道支撑及换撑使用钢支撑并施加预加力，直径为609mm，壁厚为t=16mm，斜撑段采用800×1000mm钢筋砼腰梁，其余为2×I45C 钢围檩。

二、模型建立建模工作由两部分组成，实体模型部分，包括土体和地下连续墙；结构单元部分，包括混凝土支撑和钢支撑。

根据对称性原理，拟选取1/2 的实际工程尺寸进行分析。

考虑到实际的基坑长度将近500m，根据以往的经验，选取全部长度的一半虽然能够得到满意的结果，但是由于中间部分的基坑基本处于同样的受力状态，这样会使大部分的计算长度变为重复的计算，降低了计算效率。

根据初步计算结果和经验，最终确定的基坑尺寸为，宽度取基坑的最大宽度24m，开挖深度19m，基坑长度36m。

根据地勘报告，合并相似土层，模型中共划分了7个土层。

在FLAC3D 中，围护结构可以用衬砌单元(liner)或实体单元模拟。

根据Zdravdovi的研究，在二维平面基坑模拟中，分别采用实体单元和梁单元(相当于三维模型中的衬砌单元)计算所产生的墙体变形差别小于4%，而引起地表沉降的主要原因是围护结构变形造成的地层损失，可见上述两种方法计算结果的差别可忽略不计。