基坑数值模拟

为研究本基坑开挖对基坑北侧建筑物的影响，以便指导设计，经综合考虑，采用岩土、隧道结构专用有限元分析软件MIDAS/GTS NX分别对基坑北侧的AJI段建立二维数值模型进行分析。

本次二维数值计算分析模型中，土体采用平面应变单元模拟，本构模型为修正摩尔库伦模型；模型左右边界固定水平位移，底部边界固定水平竖向位移，上部边界为地表自由面；自重荷载取重力加速度。。

基坑北侧的IJA段分析模型如图1所示。

图1-1：分析模型

工况1：初始地应力平衡

图1-2：初始地应力平衡工况2：施工支护桩

图1-3：施工支护桩工况3：第一次开挖土体

图1-4：第一次开挖土体工况4：第二次开挖土体

图1-5：第二次开挖土体工况5：开挖至坑底

图1-6：开挖至坑底模型的横向位移云图详见下列图：图1-7 工况1横向位移云图（初始地应力形成）图1-8 工况2横向位移云图（施工支护桩）

图1-9 工况3横向位移云图（第一次开挖土体）图1-10 工况4横向位移云图（第二次开挖土体）

图1-11 工况5横向位移云图（开挖至坑底）模型的竖向位移云图详见下列图：

图1-12 工况1竖向位移云图（初始地应力形成）

图1-13 工况2竖向位移云图（施工支护桩）图1-14 工况3竖向位移云图（第一次开挖土体）

图1-15 工况4竖向位移云图（第二次开挖土体）

图1-16 工况5竖向位移云图（开挖至坑底）

由计算结果可知：当完成基坑开挖至坑底时，基坑附近地面最大水平变形为18.5mm（向基坑方向），最大竖向变形为17.85mm。基坑北侧地表的水平及竖向位移与基坑侧壁距离的关系如图1-17所示，距基坑北侧6.78m处存在建筑物，由图1-17可知，其竖向位移约为12.54mm 变形均处于基坑开挖允许范围之内，满足要求。

沉降值 (m m )

0510********

距离 (m)

-25

-20

-15

-10

-5

图1-17开挖至坑底地表水平及竖向位移