大厦基坑开挖数值模拟报告midasGTS
基于MidasGTS的深基坑桩锚支护结构整体稳定性研究
基于Midas GTS的深基坑桩锚支护结构整体稳定性研究摘要：基于四川省某基坑开挖工程，通过有限元软件Madis建立三维数值模型研究不同工况下基坑围护结构、坑底隆起变形规律以及支撑内力变化。
研究结果表明：随着基坑开挖的进行，围护结构水平位移逐渐增大，整体呈现先增后减的复合式变形，其最大水平位移约发生在基坑开挖深度的7/10处；坑底隆起变形为弹性隆起，最大竖向位移发生在基坑中间处；围护结构弯矩随基坑开挖深度的增加，弯矩最大值逐渐下移，最大值为12KN·m；围护板桩最大水平剪力为16.5KN；内支撑轴力最大值为276KN，发生在基坑开挖完成时；预应力锚杆随开挖的进行锚杆轴力无明显变化，最大值为219KN。
关键词：基坑开挖；有限元分析；水平位移；内力引言：在深基坑施工过程中，因施工方法的不同，会对周围环境造成诸多不利因素，国内外众多学者采用数值仿真法、实测法、理论分析法、经验预测法等进行了相关研究[1-5]。
江晓峰、刘国彬等[6]对大量深基坑监测数据整理分析，总结出墙后地表沉降的影响区间；汪鹏程[7]通过建立基坑下卧隧道三维模型，证明了抗拔桩和高压旋喷桩两种坑底加固方法均可有效控制下卧隧道的竖向位移；张翔等[8]为研究基坑回弹与工程桩之间的关系，通过建立数值模型分析，表明工程桩的桩长、桩径及刚度对基坑回弹影响明显；万星等[9]收集大量软土基坑案例研究，归纳出软土地区围护结构变形存在着明显的时空效应；王正振等[10]通过某基坑实测数据分析，表明冠梁标高对基坑顶部土体变形影响较大。
然而，目前对多种支护结构作用的基坑以及支护结构内力研究较少，本文依托四川省某深基坑工程为背景，采用有限元软件Midas建立相应基坑模型，分析基坑围护结构、土体变形以及支护结构内力变化规律，为早起设计和后期开挖过程中保持基坑的稳定性以及该地区其他类似工程管理及监测重点提供给一定的参考。
1.工程概况某基坑位于四川省绵阳市，该基坑周边暂无邻近建构筑物，基坑南北长约20m，东西长约10m，基坑最大开挖深度为10m，此基坑开挖分成5个阶段进行开挖，支护形式主要为围护板桩、圈梁、立柱、内支撑、锚杆等支护结构，板桩深度12m，嵌入深度为2m。
midas-gts数值分析方法介绍
与sap2000相比较，1）CAD建模型时，不需将曲线分段，因而不 需分小段施加荷载2）弹簧背离结构端可施加强制位移，满足反应位 移法分析要求3）经比较，计算结构内力较sap2000基本一致。
七、具体操作实例
3、水利大坝
二、midas-gts应用领域
4、桥台基础
二、midas-gts应用领域
5、边坡工程
二、midas-gts应用领域
6、基坑开挖
二、midas-gts应用领域
7、地铁隧道
二、midas-gts应用领域
二、midas-gts应用领域
8、铁路移动荷载
移动荷载
9、抗震分析
二、midas-gts应用领域
七-3、抗震分析
3、时程法分析 2）计算方法。 A、考虑水平和竖向地震波的影响，其加速度最大值按照
1（水平X方向）：0.85（水平Y方向）：0.65（竖向）的比例调整。 B、计算模型的侧面人工边界距地下结构为3倍车站水平有效宽度，
底面人工边界距结构为3倍车站竖向有效高度，上表面取至实际地表。 C、模型边界采用粘弹性吸收边界。为了定义粘性边界需要计算相应 的土体x, y, z方向上的阻尼比。计算阻尼的公式如下：
大或在横向有结构连接； B、地质条件沿地下结构纵向
变化较大，软硬不均； C、隧道线路存在急曲线。
七-3、抗震分析
2、反应位移法分析
1）计算荷载及其组合： A、地震作用（土层相对位移、结构惯性力和结构周围剪力作用），
可由一维土层地震反应分析得到；对于进行了工程场地地震安全 性评价工作的，应采用其得到的位移随深度的变化关系；对未进 行工程场地地震安全性评价工作的，可通过计算公式推算。 B、 非地震作用(土压、水压、自重等)取值、分类应按 《地铁设计规范》执行； C、抗震设计荷载组合应按《建筑抗震设计规范》规定执行。
基坑开挖对邻近地铁隧道影响的MidasGTS三维数值模拟分析_刘远亮
2 工程应用 2． 1 工程概况
广州某房地产开发有限公司拟修建的工程项目 位于广州市白云区，本项目占地面积 39780 m2 ，建 筑面积 280144 m2 ，建筑物高度约 200 m； 拟设地下 室 2 ～ 3 层，基坑开挖深度 17. 05 ～ 18. 75 m。
并将造成紧邻地铁结构的受力状态发生一定程度的 改变，但整体位移量较小，在正常施工条件下，该工 程项目基坑开挖不会危及邻近地铁的安全运行。
3 结语 基坑开挖会造成邻近地铁区间隧道结构发生一
定程度的水平侧向位移和竖向位移，预计地铁区间 隧道结构的最大变形量可控制在 10 mm 以内，属于 安全范围。在施工组织和施工方案均正常合理的情 况下，修建上盖建筑物将不会造成紧邻地铁区间隧 道的受力状态发生明显改变，且其结构的受力状态 处于较低水平，不危及地铁区间隧道和地铁车站的 结构安全。结果表明，运用 Midas GTS 数值模拟计 算软件进行分析建筑物施工对邻近地铁隧道的影 响，并用修正摩尔 － 库伦本构模型进行三维模拟计 算，所得的结果与实测数据对比，比较符合实际，对 实际工程有一定的指导意义。
图 3 地铁隧道结构 X 方向位移
图 2 基坑连续墙、内撑、立柱、锚杆及地铁隧道结构三维网格模型
如图 1 所示，模型尺寸为长 × 宽 × 高 = 110 m × 80 m × 45 m，其中，隧道直径 6 m，模型沿轴线方向 长 65 m，根据圣维南原理，隧洞两侧各延伸 5 倍洞 径以避免边界效应，模型共划分 110806 个单元。模 型自上而下各土层依次为人工填土、粉粘土、粉砂、
基于MIDAS深基坑地下连续墙支护数值模拟分析
１引言
一
迈 向高层 、 超 高层 建筑 ， 深 基坑 工程 也 就越 来越 多 ， 在 当 Ｍ Ｉ Ｄ Ａ Ｓ ／ Ｇ Ｔ Ｓ适 用 于坝 体 的稳 定 性分 析和 渗 流分 析 、 前 的基坑 工 程 中支护 结构 型 式 多种 多样 ， 其 中地 下连 续 固结 分 析 、 隧道工程、 地基承载力与变形分析 、 基 坑 工 墙 作 为深 基 坑 工 程 中最 佳 的挡土 结 构 之 一 在广 州软 土 程 、 大 坝施 工 过程 模 拟 、 三 维 边坡 稳 定 性 分析 、 地震 、 爆 地 区被广 泛应 用 。 地 下连 续墙 具有 工程 施工 对环 境影 响 破 以及动 力荷 载分 析等 各种 岩土 工程 问题 。 小、 刚 度大 、 整 体性 能好 、 可 以与 支 护 外墙 两 墙 合 一 、 抗 Ｍ ｉ ｄ ａ ｓ Ｇ Ｔ Ｓ 中 提 供 了七 种 分 析 功 能 ：静 力 分 析 渗 能力好 、 可 以采 用逆 作法 施 工等优 点 。 （ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） 、 渗 流分 析 （ ｓ ｅ ｅ ｐ ａ ｇ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） 、 应 本 文 通 过有 限元 软 件 Ｍ Ｉ Ｄ Ａ Ｓ对 佛 山市 地 块 德 莱 尔 力 一渗 流耦 合分 析 （ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ — ｓ ｅ ｅ ｐ ａ ｇ ｅ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｅ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ — 基 坑 大厦 项 目进行 数值 模拟 分 析 ， 在后 处 理 中提 取 支 护 Ｓ ｉ ｓ ） 、 固结分析 （ ｃ ｏ ｎ ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） 、 施 工 阶 段 结构 变形 值 与实测 值进 行对 比分析 ， 并 探 讨基 坑 开挖 过 分析 （ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｇ ｅ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） 、 动力 分析 （ ｄ ｙ — 程 中地 下 连续 墙 的水 平位移 、 竖 向位 移 以及 支撑 轴 力 等 ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） 、 边坡稳定性分析 （ Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ 的变化 规 律 ， 为变 形控 制设 计 与工程 监测 提供 依据 。 ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） ［ １ ］
MIDAS大面积基坑开挖稳定性分析
2.2.3模型接触设置
在 MIDAS/GTS软件 、地基土与结构之间的界面行为是 通过设置接触单兀模拟。接触单兀应用M〇hr--〇ul〇m b 准则。
2.2.1模型材料参数设置
相 较 于 Mohr-C ulom b模 型 ，修 正 Mohr-Coulomb模型可 以分别设置加载和卸载土体变形模量。根 据 MIDAS/GTS帮
17.5 16.5 18.5 19.0 21.0
孔隙比
0.75 1.53 0.70 0.85 0.79
泊松比
0.37 0.40 0.30 0.38 0.26
弹性模量
/M Pa
40 30 60 80 350
粘聚力
/kPa
8 6.9 2.0 24.6 30
内摩擦角 /() 10 2.8 25.0 15.1 30
用 一 级 放 坡 开 挖 和 一 道 内 支 撑 结 合 的 形 式 。支 承 桩 、冠梁和
混 凝 土 内 支 撑 :混 凝 土 强 度 等 级 为 C30，基坑采用坑内降水
井降水和排水沟明排。
图 2 为 基 坑 剖 面 图 ，三轴 搅 拌 桩 深 度 27m ，场地地下水
以完整的隔水层为界，可分为三层 ，第一层为填土中的孔隙
限元分析软件进行建模。计算基本假定:①各层土
层 为均质、各 向 同 性 体 ，土 体 为 理 想 弹 塑 性 体 ，采
用 修 正 Mohr-Columb屈服准则和等向硬化规律；
②三轴搅拌桩可等效为地下连续墙[4;③假定三轴
搅 拌 桩 为 不 透 水 介 质 ，设 置 节 水 帷 幕 ；④各内 支
撑 、格 构柱、支承桩为线弹性体;⑤场地标高设为
为 合 理 ，研 究 成 果 为 类 似 项 目 提 供 参 考 。
基于Midas_GTS分析的深基坑降水开挖变形特性研究
【作者简介】温世聪（1987耀），男，江西瑞金人，高级工程师，从事建筑工程检测与咨询研究。
基于Midas GTS 分析的深基坑降水开挖变形特性研究Research on Dewatering Deformation Characteristics of a Deep Foundation PitBased on the Analysis with Midas GTS温世聪1，周汇智2（1.广东省建筑科学研究院集团股份有限公司，广州510500；2.广东省建设工程质量安全检测总站有限公司，广州510500）WEN Shi-cong 1,ZHOU Hui-zhi 2(1.Guangdong Provincial Academy of Building Research Group Co.Ltd.,Guangzhou 510500,China;2.Guangdong Construction Engineering Quality Safety Testing Head Station Co.Ltd.,Guangzhou 510500,China)【摘要】基于Midas GTS 软件对广州某深基坑开挖过程进行数值模拟，考虑渗流作用的影响，对比分析了两种情况下基坑开挖过程中周边地表沉降变形、围护结构水平位移的变化规律，并与现场地面沉降调查结果进行比较。
结果表明，地下水渗流作用在基坑降水开挖过程中有显著影响。
【Abstract 】Based on the Midas GTS software,the numerical simulation of the excavation process of a deep foundation pit in Guangzhou wascarried out.Considering the influence of seepage,the change law of the surrounding surface settlement deformation and the horizontal displacement of the enclosure structure during the excavation of the foundation pit under the two conditions was compared.The results show that groundwater seepage has significant influence on the dewatering process of foundation pit.【关键词】基坑降水；数值模拟；Midas GTS ；变形特性【Keywords 】foundation pit precipitation;numerical simulation;Midas GTS;deformation properties 【中图分类号】TU433【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2024）03-0016-04【DOI 】10.13616/ki.gcjsysj.2024.03.2051引言随着城市轨道交通的快速发展与城市用地资源的紧张,地铁车站深基坑大量出现在建筑密集、地下水位较浅的地区。
基于Midas-GTS的基坑开挖数值模拟分析
DOI院10.13905/ki.dwjz.2019.05.029基于Midas-GTS的基坑开挖数值模拟分析NUMERICAL SIMULATION ANALYSIS OF FOUNDATION PIT BASED ON MIDAS-GTS方年春（上海强劲地基工程股份有限公司，上海201806）FANG Nianchun（Shanghai Qiangjin Toundation Engineering Co.,Ltd.,Shanghai201806，China）【摘要】结合上海某软土地区的某基坑工程实例，通过分析该工程的实际状况，使用有限元分析软件Midas-GTS，建立了可行的基坑开挖有限元模型，并对模型进行了定性分析。
通过软件的后处理功能，提取相应的变形位移等数据，详细地进行了地下连续墙的水平位移分析和坡顶沉降分析，并在不同工况对比下，分析了地下连续墙深度对地下连续墙的水平位移的影响。
结果表明，在基坑开挖过程中，地下连续墙的最大侧向位移随着基坑深度不断加深而逐渐增大，并且最大值产生位置的深度也不断下降。
同时距离较差土质较近的区域基坑发生的变形较大，故在开挖过程中要充分考虑到基坑附近土质情况对基坑开挖的影响，并做好进一步的加固措施，以此保证基坑开挖的稳定。
【关键词】地下连续墙；有限元与数值模拟；基坑工程；变形特征【中图分类号】TU47【文献标志码】A【文章编号】1001-6864（2019）05-0118-04Abstract:Combining with a foundation pit project of a soft soil area in Shanghai,a feasible finite element model of foundation pit excavation is established by analyzing the actual situation of the project and using the finite element analysis software Midas-GTS,and the qualitative analysis of the model is carried out.Through the post-processing function of the software,the corresponding deformation and displacement data are extracted and carried out in de-tail.Horizontal displacement analysis of diaphragm wall and settlement analysis of slope top are carried out,and the influence of diaphragm wall depth on horizontal displacement of diaphragm wall is analyzed under different working conditions.The results show that the maximum lateral displacement of diaphragm wall increases with the deepening of foundation pit,and the depth of the maximum position decreases.At the same time,the deformation of the foun-dation pit is larger in the area close to the poor soil,so the influence of the soil condition near the foundation pit should be fully considered in the excavation process,and further reinforcement measures should be taken to ensure the stability of the foundation pit excavation.Key words:diaphragm wall；finite element and numerical simulation；foundation engineer；deformation characteristi0引言当今中国城市工程建造技术日益成熟，狭隘的土地越来越不能满足城市空间的开发和发展，在地上空间已经不能满足城市持续快速发展对土地的需求的情况下，城市地下空间的开发和利用成为了一个重大研究课题和方向。
基于Midas GTS的深基坑开挖支护三维数值分析
表1基坑支护土层物理力学参数Tab.1Physical and Mechanical Parameters of theSoils of Foundation Pit4〈2〉粉砂Q 4m 19.0100 6.025〈3〉粉质粘土Q 3m 19.615039.111.5〈4〉砾砂Q 3m 20.0180 6.030〈5〉粉质粘土Q 2m19.922057.814.9广东土木与建筑GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING2018年7月第25卷第7期JUL 2018Vol 25No.70引言近年来，随着经济的快速发展，城市建设规模的不断扩大，高层建筑和地下交通所带来的基坑问题成为土木工程界的热点问题。
由设计失误导致的基坑事故频频发生，而三维数值模拟能够很好地模拟基坑开挖支护的全过程，可为实际施工中提供位移和内力预测数据，从而能有效防止基坑事故的发生[1-2]。
李明瑛等人、赵中椋等人曾运用Midas 有限元软件对深基坑支护进行数值模拟分析，在进一步分析竖向变形和水平位移后，提取支护结构变形值和实际检测变形值进行对比，为变形控制设计与工程监测提供依据[3-4]。
此外，何明、周杰等人利用同样的软件，分别用二维建模和三维建模的方式对基坑开挖进行模拟后，证明了基坑方案的可行性以及基坑的安全性[5-6]。
现以海南省三亚市某度假酒店地下室深基坑工程为研究对象，利用Midas GTS 有限元数值分析软件，在基坑开挖支护设计的基础上，模拟基坑的分步开挖过程，并提取坑壁和坑底位移场和支护结构内力，为实际的基坑开挖提供有力的数据参考。
1深基坑工程概况本项目位于海南省三亚市天涯区，用地面积10158.68m 2，高12层，设2层地下室，±0.00相当于国家85高程9.5m ，基底相对标高-12.4m ，场地现状相对标高-1.5m ，基坑开挖深度10.9m ，基坑周长370m ，基坑侧壁安全等级为二级。
MidasGTS基坑开挖详细操作过程
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8. 施工阶段
24 第四步：激活第一道支撑
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• 点击新建，进入第四阶段，名称输入 “第一道支撑”。 •将组数据中的第一道支撑网格组拖入激 活数据中。 •点击保存，完成第四步。 •以相同的方法定义第五步“钝化第二次 开挖”，第六步“激活第二道支撑”，第 七步“钝化第三次开挖”，第八步“激活 第三道支撑”。 •点击保存，关闭，完成施工阶段定义。
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9. 分析工况
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分析工况生成
分析 > 分析工况…
• 在主菜单中依次选择 分析 > 分析工况… • 点击 添加… • 工况名称中输入 基坑开挖. • 分析类型指定为 施工阶段. • 点击 确认。
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10. 后处理
29 地下连续墙水平位移
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2. 输入属性
3 生成土层1属性 模型 > 特性 > 属性
4 输入材料参数
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• 在主菜单中依次选择 模型 > 特 性 > 属性. • 添加 中选择 平面. • 号 ‘1’, 名称中输入 “土层”. • 确认单元类型为“平面应变”. • 添加 岩土材料
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10. 分析
gts 2d 4基坑开挖后对相邻建筑物稳定性分析...
1层支柱 2层 支柱 下水道箱型 1层开挖 最终开挖 2层开挖
挖土工程
填埋层
地层区分区 域
土体墙
执行开挖施工之前，对设置的下水 道箱型建筑物的施工阶段进行复制； 开挖施工开始前，设置初始自重。
风化土
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1
01 材料特性
Step
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网格组属性
1 3
6
4
同样的方法生成其余地层 的网格
5
7
9
8
GTS 2D Tutorials 4
8
07 模型工作目录树>网格>网格组
Step
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操作过程
1）网格组如图所示进行命 名
1
挖土工程 1
挖土工程2
挖土工程 3
挖土工程 4
1层开挖_2
1层开挖_1 2层开挖_1 3层开挖
2层开挖_2
1
2
3
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10
08 模型>单元>析取单元
Step
1
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5 5 5
操作过程
1）在主菜单中选择【模型】 >单元>析取单元 2）在“从形状”中指定 “线”，如图所示选择1层 支撑显示的边界 3）在属性中输入“ID 4支 撑”，网格组中输入“1层 3 支撑” 4）点击【确定】 5）同样的方法由1D单元提 取“2层支撑”“挡土墙” “下水道箱型”
3
2
1层支持，2层支撑 (单元坐标系不匹配)
4 6
下水道箱型
下水道箱型
(单元坐标系不匹配)
数值模拟分析深大基坑开挖对临近敏感建筑的影响
随着国家铁路网建设推进，多地高铁站拔地而起，与之对应的还有集合交通客运中心、地下停车场、地下接送客和公交停车场等多功能一体的枢纽配套工程。
实际项目建设时序基本上是高铁站先于配套建成，为实现旅客换乘无缝衔接，枢纽配套往往会临近高铁站，枢纽一般为地下两层，这导致地下空间的基坑开挖施工必然会对已建高铁站产生影响。
国内学者对此进行了一定的研究，王菲[1]通过数值模拟深基坑开挖的影响，从累积沉降、桥墩差异沉降和水平变形等指标判断基坑设计的安全合理性，朱一康[2]采用工程类比和有限元分析相结合的方法，提出设计、施工及监测等方面的建议。
该文以某综合交通枢纽地下空间工程为例，采用MIDAS GTS有限元软件数值模拟分析深大基坑开挖对临近敏感建筑的影响。
1 工程概况该项目整体位于高铁站的东侧，站前广场地下室大部分分为地下2层，基坑开挖深度约12m，局部地下3层紧邻高铁站房，基坑开挖深度约17m，基坑开挖面积约9万m2，地下广场基坑内部还存在已建的地铁站结构，车站底部位于地下广场基坑坑底以下约12m，项目位置关系如图1所示。
该项目地处三角洲平原地貌，地势平坦开阔，场区内主要分布农田和苇塘，土层分布均匀，自上而下分别为①素填土、②粉土、③粉质黏土与粉土、④粉土与粉砂、⑤粉砂、⑥粉土与粉砂、⑦粉土与粉砂、⑧粉土与粉质黏土、⑨粉砂与粉土、⑩粉质黏土、11粉土粉砂与粉质黏土、12粉土与粉砂和13中粗砂。
场区内地下水丰富，周边分布有河沟，常年平均水位在地面下1m左右，粉土、粉砂层渗透系数较大，基坑底部以上及以下4m范围均为孔隙潜水含水层，坑底以下为4m~12m微承压含水层和16m~30m承压含水层，各土层主要计算参数见表1。
高铁站房为大跨钢筋混凝土框架结构形式，线侧站房两层，局部地下一层，线下站房一层，两侧局部设夹层，建筑高度约24m。
结构采用桩承台基础形式，桩基采用钻孔灌注桩，桩径800mm，桩长36~40m，桩端持力层在承压含水层以下的中粗砂层。
MidasGTS基坑开挖详细操作过程
• 类型选择“自由线的 1D单元”，如图选择两 列节点中的单元。
• 属性定为3“地下连续墙”。 •网格组名称“地下连续墙”。 •点击适用。
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5. 析取结构单元
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析取支撑
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2
• I号‘1’, 名称 中输入“土层1”. • 模型类型设定为莫尔-库伦，输入材 料参数。 • 点击 确认. • 材料参数输入完成后在 添加 / 修改 平面属性窗口 点击 适用.
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MIDAS/ GTS Training 确认属性当中出现了2个土层。
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• 号 ‘2’, 名称 中输入“土层2”. • 模型类型设定为莫尔-库伦，输入材 料参数。 • 点击 确认. • 材料参数输入完成后在 添加 / 修改 平面属性窗口 点击 确认.
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• 号 ‘1’, 名称 中输入“地下连续墙”. • 模型类型设定为“梁”。 • 勾选截面库。 • 选择方形，输入H和B，点击确认。
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2. 输入属性
8 生成支撑属性 模型 > 特性 > 属性
• 添加 中选择直 线. • 号 ‘4’, 名称中输入 “支撑”. • 确认单元类型为“梁”. • 添加 结构材料。 •添加特性。 •确认。
基于Midas GTS的基坑围护数值模拟及变形分析
2018·4·Building Construction602基于Midas GTS的基坑围护数值模拟及变形分析洪 昇上海建浩工程顾问有限公司 上海 200030摘要：基坑围护结构稳定性影响因素十分复杂，既有地下复杂岩土环境的影响，也有基坑开挖施工的影响。
为验证及优化基坑围护方案，利用Midas GTS软件模拟分析了某基坑围护在不同工况下的结构受力变形特征。
尔后，再结合实际监测数据，说明了模拟的可靠性，验证了围护方案的可行性，具有一定的施工指导意义。
关键词：Midas GTS；数值模拟；基坑支护；变形分析中图分类号：TU753 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2018)04-0602-03 DOI：10.14144/ki.jzsg.2018.04.054Numerical Simulation and Deformation Analysis of FoundationPit Support Based on Midas GTSHONG ShengShanghai Jianhao Engineering Consultancy Co., Ltd., Shanghai 200030, China图1 基坑平面示意分别为2.2、2.4 m 。
桩身混凝土强度等级为C25，水灰比0.50～0.55，坍落度180～220 mm 。
本工程应用进口的φ850 mm@600 mm 三轴水泥搅拌桩机湿法作业，采用套接一孔法施工。
2 Midas GTS建模及计算Midas GTS 是岩土和隧道工程有限元分析软件，可便捷实现复杂模型在静动荷载作用下的响应分析，包括施工阶段、渗流、动态边坡稳定、固结、动力分析等功能。
本文基于Midas GTS 进行数值模拟分析，主要结合基坑工程开挖的特点，选取摩尔-库伦模型模拟土体本构，支撑及围护桩采用弹性模型。
因工程项目中采用钻孔灌注桩作为地下连续墙，故需作等效处理，原理如下：设排桩中心间距为t ，钻孔灌注桩直径为D ，则单根排桩可等效成长为D ＋t 的地下连续墙，并设等效地下连续墙墙厚为h ，则二者按等刚度原则可等效为：(D ＋t )h 3/12=π D 4/64，其中，h =0.838D·[D /(D ＋t )]1/3。
midas gts nx模拟分析基坑开挖对周边建筑物沉降的影响
midas gts nx模拟分析基坑开挖对周边建筑物沉降的影响盛勇飞摘要：超大超深基坑开挖过程中，无论基坑采取什么类型的支护方式，都很难避免其对周围临近建筑物的影响，使建筑物产生沉降或者开裂，严重时甚至倒塌。
本文主要以广州琶洲某地块基坑工程为例，采用midas gts nx模拟了基坑开挖及支护的整个过程，利用midas公司开发的大型岩土类三维有限元软件gts nx分析基坑开挖过程中既有建筑物沉降变形规律。
结果显示：随着基坑逐步开挖，临近建筑物沉降逐步加大，且建筑不同位置表现出离开挖面越近的地方沉降越大的特点，建筑物有向基坑边方向倾斜的趋势。
关键词：深基坑；开挖；支护；三维有限元；建筑沉降1、背景高层建筑的基础埋深一般较大，这对于增加建筑物的稳定性和充分利用地下空间是有利的。
但是，在城市建筑物密集地区，深基础给施工带来很多困难的同时也给周边建筑物安全提出了挑战，无论基坑采取何种支护方式，都很难做到使周边建筑物零沉降，因为基坑开挖过程是一个个逐步卸荷的过程，每开挖完一步，周围土体都会出现应力释放（包括土压力和水压力，为保证基坑开挖始终在地下水位以上及减小周边水压力，需要适度的降水），释放的应力时主要由基坑支护结构来承担，这样支护结构受力产生变形从而引起支护外面土体的位移和沉降，且离开挖面越远这种趋势越不明显，所以就造成周边建筑物的不均匀沉降，使建筑物产生次应力，可能改变结构的受力形式，如果超过建筑物原来的结构设计承载必然就会出现裂缝，进而影响建筑物的安全。
2、工程概述本基坑支护工程位于广州市天河区琶洲某地块，基坑呈标准长方形，长边约132.6m，短边约72.4m，开挖深度大部分为8m，局部塔楼区域10m，由于靠近珠江，支护结构采用C30混凝土连续墙，并用作止水帷幕，宽度1m，竖向设两道内支撑，钢筋混凝土内支撑截面均采用b×h=1000mm×900mm，基坑内支撑平面布置如图1所示。
基于MIDAS-GTS基坑支护三维数值模拟分析
基于MIDAS-GTS基坑支护三维数值模拟分析摘要：下文将我国北方某座城市的深基坑项目当作进行研究的实例对象，对该城市铁路东站进行改造的工程——E区，对该区的深基坑项目进行支护施工的设计方案以及施工，留有一定的困难度，将有限元的强度引入至折减方式中，对深基坑项目的施工方案开展的设计工作进行分析，还有就是对施工展开了相对深化的研究。
关键词：MIDAS-GTS；基坑支护；三维；数值模拟；分析引言：由于经济以及社会的持续发展，对于城市进行的建设工作，同样也处于飞速发展的状态，这就造成了建筑用地面积的紧缺问题出现，随之而来的是对地下空间进行的开发以及使用。
此现象造成了对基坑进行挖掘施工的深度不断加大，因此，对于基坑的支护工作更需要密切重视。
一、基坑支护设计方式的现状（一）等值梁的方式这个方法是相对普遍使用的，对基坑开展的支护工作进行设计以及计算的方式，对于在刚性墙位置当中的支护结构内力产生作用，进行计算的一种方式，主要是对挡土墙位置当中，主动土提及被动土产生的压力进行计算。
另外对支挡结构当中的抵御滑动以及移动、抵御倾覆等这些稳定性的标准，进行计算检验，可是，它不可以对支护结构出现的变形问题进行预测，还有对于基坑四周靠近的建筑物、管道网络还有道路交通等产生的影响，不能够进行预估。
（二）弹性地基梁的方式在大多数情况下，此方式是与上述第一种方式，共同开展对支护的设计工作，对于支护构造当中，桩或者是墙体出现的位移问题，实施控制过程中提出的要求进行考虑，将基坑外围的土体以及外部产生的荷载，当作主动土当中的压力，施加到基坑的支护结构当中。
在水平方向荷载产生的作用下，使用该方式对于土和支护结构由于互相产生作用的情况下，导致的这部分内力以及形变问题进行计算，此方式主要是经过抵御作用力的系数，还有就是抵御作用力的系数产生的比例系数m、对基坑进行设计当中使用的m方式、基床系数R等这些参数，进行模拟[1]。
（三）有限元的方式这项方式包括了有限差分的方式、有限元强度折减的方式等。
基于Midas GTS分析深大基坑开挖对邻近建筑物的影响
-32
图5 围护结构侧向位移
建筑施工·第43卷·第6期 1133
颜 超：基于Midas GTS分析深大基坑开挖对邻近建筑物的影响
STEP2，计算周边环境应力场；STEP3，施工围护结构及 被动区加固，开挖至第1道支撑，并施工第1道围檩和支 撑；STEP4，开挖至第2道支撑底，并施工第2道围檩和支 撑；STEP5，开挖至坑底；STEP6，施工2区结构底板并拆 除第2道支撑。
为分析基坑开挖与周边建筑的相互影响，采用大型有 限元软件Midas GTS进行数值模型精细化模拟，由于本模型 的计算分析体量较大，为提高计算精度和速度，对三维模 型进行了一定的简化，如图3所示。
图3 三维有限元计算模型
本模型包括实际土体、地下连续墙、围檩、支撑、 立柱（立柱桩）、小白楼基础结构以及上海体育馆基础结 构，其中小白楼和上海体育馆上部结构均转换为实际荷载 代替。各材料属性见表1，泊松比均为0.2。
本项目场地属于古河道分布区，该区域土体主要以流 塑黏性土为主，该类土体含水量较高、压缩性较大，并且 土体的力学性质也比较差。本工程在基坑开挖范围内的土 层分布如下：①填土、③淤泥质粉质黏土、④1淤泥质黏 土、④2-1粉质黏土、④2-2砂质粉土、⑤1粉质黏土和⑤3 粉质黏土。
2 有限元模型 2.1 三维有限元模型
100
0.8
0.9
2.3 模拟工况 Midas GTS有限元软件通过“激活和钝化”单元来模
拟整个施工过程，具体工况如下：STEP1，计算初始地应 力场；STEP2，计算周边环境应力场；STEP3，施工围护 结构；STEP4，开挖至首道支撑底，并施工首道围檩和支 撑；STEP5，开挖至第2道支撑底，并施工第2道围檩和支 撑；STEP6，开挖至坑底。
基于MIDAS_GTS对某土岩组合基坑支护模拟分析
基于MIDAS/GTS对某土岩组合基坑支护模拟分析发布时间：2021-06-24T15:05:11.980Z 来源：《建筑实践》2021年2月6期（下）作者：丁海涛张伟杨纬卿王超[导读] 以蒙自某采用桩锚支护形式的基坑为研究对象，对基坑的桩顶水平位移丁海涛1，张伟1，杨纬卿1，王超21.云南建投第一勘察设计有限公司，云南昆明 6500002.云南机场集团有限责任公司，云南昆明 650000摘要：以蒙自某采用桩锚支护形式的基坑为研究对象，对基坑的桩顶水平位移、桩顶竖向位移、周边道路沉降和支护桩深层水平位移进行监测，运用MIDAS/GTS有限元软件对基坑开挖过程进行数值模拟，并将模拟值与监测值进行对比，结果表明模拟值与监测值基本保持一致，为该支护形式下的基坑设计与施工提供一定参考。
关键词：基坑；桩锚支护；MIDAS/GTS；监测随着城市规模的不断发展，基坑的开挖深度越来越大，复杂性也显得尤为突出。
因此，基坑的监测工作越来越受到重视，对于深基坑工程开挖过程的稳定性及围护结构的变形规律，许多学者进行了分析研究。
本文以蒙自某深基坑为例，采用MIDAS/GTS有限元软件进行数值模拟，结合基坑各项监测结果进行分析，最后将模拟值和监测值进行对比分析，为类似基坑工程的设计与施工提供了参考。
1 工程概况及地质情况1.1 工程概况拟建的蒙自市某项目位于红河州蒙自市北京路与天马路交叉口东南侧，整个项目有4栋17层的高层，在局部位置还有4层高的裙房，高层建筑为框剪结构，裙房建筑为框架结构，有3层地下室。
本基坑为不规则的九边形，基坑场地东北侧与居民住房仅约5.0m，东南面与超市的最近距离仅约3.4m，基坑的四周均埋有地下管线且埋深较浅，对于基坑开挖有较大影响。
1.2地质情况根据勘察报告，场地地层从上而下共分为四层，分别是第四系人工填土层、第四系坡洪积地层、第四系坡残积地层、第三系地层，主要特征如下：第1层，人工填土，平均厚度2.11m；第2层，粉质黏土，平均厚度2.41m；第3层，含砾粉质黏土，平均厚度0.76m；第4层，黏土，平均厚度0.71m；第5层，强风化岩，平均厚度4.05m；第6层，中风化岩，平均厚度26.0m。
基于Midas-GTS的基坑开挖数值模拟分析
基于Midas-GTS的基坑开挖数值模拟分析方年春【摘要】结合上海某软土地区的某基坑工程实例,通过分析该工程的实际状况,使用有限元分析软件Midas-GTS,建立了可行的基坑开挖有限元模型,并对模型进行了定性分析.通过软件的后处理功能,提取相应的变形位移等数据,详细地进行了地下连续墙的水平位移分析和坡顶沉降分析,并在不同工况对比下,分析了地下连续墙深度对地下连续墙的水平位移的影响.结果表明,在基坑开挖过程中,地下连续墙的最大侧向位移随着基坑深度不断加深而逐渐增大,并且最大值产生位置的深度也不断下降.同时距离较差土质较近的区域基坑发生的变形较大,故在开挖过程中要充分考虑到基坑附近土质情况对基坑开挖的影响,并做好进一步的加固措施,以此保证基坑开挖的稳定.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2019(041)005【总页数】4页(P118-121)【关键词】地下连续墙;有限元与数值模拟;基坑工程;变形特征【作者】方年春【作者单位】上海强劲地基工程股份有限公司,上海201806【正文语种】中文【中图分类】TU470 引言当今中国城市工程建造技术日益成熟，狭隘的土地越来越不能满足城市空间的开发和发展，在地上空间已经不能满足城市持续快速发展对土地的需求的情况下，城市地下空间的开发和利用成为了一个重大研究课题和方向。
地下空间的建筑工程主体就包括深基坑工程，地下连续墙对环境影响小、刚度大、拥有良好的整体性能和低渗透性、可以采用逆作法施工，这些优点使其成为深基坑工程中最佳的挡土结构之一，被大量工程广泛应用。
现阶段，国内外研究多采用数值模拟方法来对深基坑开挖过程进行研究和分析。
有限元法在众多数值分析方法中效果较为突出，它可以解决非线性问题，并且适用于各种非均质材料、各向异性材料以及许多复杂的边界条件[1]。
除此之外，基坑开挖中的空间效应与时间效应都能纳入考量范围之中。
首次将有限元法应用于基坑工程的是Duncan和Chang[2,3]，他们对土体本构关系采用双曲线非线性弹性模型进行研究，利用有限元数值方法对边坡开挖的性状做了模拟分析，并将模拟所得值与实测值进行对比，得出有限元法可以有效预测边坡开挖的结论。
基于Midas GTS分析的深基坑降水开挖变形特性研究
基于Midas GTS分析的深基坑降水开挖变形特性研究
温世聪;周汇智
【期刊名称】《工程建设与设计》
【年(卷),期】2024()6
【摘要】基于Midas GTS软件对广州某深基坑开挖过程进行数值模拟,考虑渗流作用的影响,对比分析了两种情况下基坑开挖过程中周边地表沉降变形、围护结构水平位移的变化规律,并与现场地面沉降调查结果进行比较。
结果表明,地下水渗流作用在基坑降水开挖过程中有显著影响。
【总页数】4页(P16-19)
【作者】温世聪;周汇智
【作者单位】广东省建筑科学研究院集团股份有限公司;广东省建设工程质量安全检测总站有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU433
【相关文献】
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西上水 管线1
西上水 管线2
西燃气 管线
Φ300
Φ400
12×24 48×72 Φ200
Φ300
Φ800
Φ400
西电力 西电信 南燃气 南电信 南污水 南上水 北侧隧
管线
管线
管线
管线
管线
管线
道
----
12×24 48×72 Φ400
48×72 Φ600
300
Φ1500
----
钢材 锚杆 管线 基础 地下连续墙
锚固段长(m)
表1.3 锚杆尺寸一览表 自由端长(m) 中心标高(m)
锚杆直径(m)
锁定值(kN)
第一道锚杆（A类）
20
第二道锚杆（A类）
21
第三道锚杆（A类）
20
第四道锚杆（A类）
22
第一道锚杆（B类）
15
第二道锚杆（B类）
22
第三道锚杆（B类）
20
第四道锚杆（B类）
22
10
-4.7
0.02
380
表1.5 管线、支护材料参数一览
本构选择
2
弹性模量(kN/m)
泊松比
弹性
210000000
0.3
弹性
210000000
0.3
弹性
200000000
0.3
弹性
20000000
0.3
弹性
20000000
0.3
3
容重(kN/m)
78.5 78.5 24 25 25
三、模型建立
整个模型尺寸一般选择基坑开挖范围 3～5 倍，故根据工程实际尺寸确定，在 X 方向取 413m，Y 方向取 205m，Z 方向取 100m，如图 3.1 所示。
4874800
0.259
21.4
0.3
8
48
支撑系统 第一道支撑 第二道支撑 第三道支撑 第四道支撑
表1.2 内支撑尺寸一览表
中心标高(m)
围檩(mm)
-2
1000×800
-10
1400×900
-18
1500×1000
-25.5
1500×1000
内支撑(mm) 800×800 1000×900 1400×1000 1400×1000
8
-8.7
0.02
380
7
-12.7
0.02
450
5
-16.7
0.02
480
10
-4.7
0.02
260
8
-8.7
0.02
450
7
-12.7
0.02
480
5
-16.7
0.02
4Hale Waihona Puke 0管线尺寸 (mm)
管线
尺寸 (mm)
北上水 管线
北污水 管线
表1.4 管线尺寸一览表
北电力 管线
北电信 管线
北热力 管线
黏聚力
2
(kN/m)
摩擦(deg)
砾卵石
摩尔库伦
337370
0.262
21.1
0.3
0
50
粘质粉土
摩尔库伦
189820
0.27
19.5
0.41
13.96
17.84
卵石1
摩尔库伦
847250
0.258
21.3
0.3
12
52
粘砂粉土
摩尔库伦
750080
0.267
20.6
0.35
8.3
18.2
卵石2
摩尔库伦
凯特大厦基坑开挖数值模拟
—midas GTS NX
编制：midas 廖井霞 日期：2014 年 11 月 23 日
一、工程概况
本工程由英皇（北京）房地产开发有限公司投资兴建，结构设计由香港奥亚纳工程顾问 公司负责，受业主委托北京市地质工程勘察院承担该工程项目的建筑地基勘察工作。
1.1 拟建场地位置：拟建场地位于北京市朝阳区建国门外大街永安里D段（建国门外大 街南侧，建华南路东侧）。
3.1 模型尺寸示意图
摩尔库伦
54600
0.331
17.8
0.58
11
14.1
砂质粉土
摩尔库伦
94180
0.301
20.1
0.39
7.67
20
圆砾
摩尔库伦
235060
0.273
20.8
0.3
0
45
重粉粘
摩尔库伦
165060
0.282
19.2
0.62
17.6
6.87
本构选择
弹性模量
2
(kN/m)
泊松比
3
容重(kN/m)
K0
此部位热力隧道资料，该隧道为暗挖法施工，隧道中心距离基坑外皮为11.2m，隧道宽6m， 高4.35m，隧道底部距地面为12.27m。
具体布置如图1.1所示。
二、参数选择
图1.1 凯特大厦基坑周边环境平面图
根据现场钻探、原位测试及室内土工试验成果，按地层沉积年代、成因类型，将拟建场
地地面以下80米深度范围内的地层划分为人工堆积层及一般第四纪沉积层。
基坑支护形式包括地下连续墙，四道内支撑，围檩以及四层锚杆。地下管线在基坑开挖
受到的影响在模拟的考究范围之内，另外基坑北侧隧道也是模拟开挖过程中需要考虑的。
参数选取见下列表单。
表1.1 土层参数一览
弹性模量
本构选择
泊松比
容重(kN/m3)
K0
(kN/m2)
黏聚力 (kN/m2 )
摩擦(deg)
堆土粉土