基于MidasGTS软件的上海某深基坑降水开挖变形特性研究
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科学研究 SCIENTIFIC RESEARCH
基于Midas GTS软件的上海某深基坑降水 开挖变形特性研究
姚博
上海泓源建筑工程科技股份有限公司
上海
201707
摘要：基于Midas GTS软件对上海某深基坑降水开挖过程进行数值模拟，对比分析了基坑降水开挖不考虑渗流作用和考 虑渗流作用时，基坑围护结构水平位移、地表沉降变形的变化规律，并与现场基坑的实测数据相互印证；同时分析了 止水结构嵌固深度对基坑降水开挖变形的影响。研究结果表明：地下水渗流作用对基坑降水开挖有显著影响；止水结 构的嵌固深度能有效减小变形。 关键词：基坑降水；止水结构；数值模拟；变形特性 中图分类号：TU753.6*6 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2019)04-0712-03 DOI： 10.14144/j.cnki.jzsg.2019.04.052
本文通过Midas GTS软件数值模拟的方法对上海某深 基坑开挖降水过程进行模拟，对比分析不考虑渗流耦合作
作者简介：M 博(1986—)，男，硕士，工程卯。
通信地址：上诲■审者谕区広澳路1599号(201 707 ) o
源自文库
电子
274912607@qq.com
收稿日期:2018-12-20
用和考虑渗流耦合作用时，围护结构和周边环境变形的规 律；同时分析了在渗流耦合作用下，不同止水结构嵌固深 度对基坑坡顶地表沉降的影响。分析研究结果可以为今后 基坑支护结构设计、施工及变形控制提供参考及指导。
712 2019 • 4 • Building Construction
Research on Deformation Characteristics of Dewatering Excavation of Deep Foundation Pit in Shanghai Based on Midas GTS Software
YAOBo
Sha nghai Hongyua n Construction Engi neeri ng Tech nology Co., Ltd., Shanghai 201707, China
1 Midas GTS软件介绍 Midas GTS是包含施工过程的应力分析和渗透分析等
岩土工程分析所需的几乎所有分析功能的通用有限元分析 软件。其具有广泛且功能较为强大的岩土材料模型库，能 满足大部分岩土体的破坏模式，因此用Midas GTS建立基坑 开挖降水的二维模型能较真实地模拟实际情况。
Midas GTS模拟开挖降水过程是利用应力-渗流耦合 作用原理，地下水的渗流是由渗透区域边界的水头差引起 的。在Midas GTS中利用渗流分析模块得到孔隙水压力， 进而计算渗流作用对土体受力变形的影响。将渗流分析模 块中得到的总水头扣除位置水头而得到的压力水头，再乘 以水的容重就是孔隙水压力。一般情况下渗透力主要集中 在总水头变化较大的流出边界上，这样的区域约束压力较 小，抗渗流作用力也相对较小。
Abstract: Based on Midas GTS software, the numerical simulation of the dewatering excavation process of one deep foundation pit in Shanghai is carried out. The variation laws of horizontal displacement of support structure and surface settlement deformation are compared and analyzed either in consideration of the seepage action or without in consideration of the seepage action during foundation pit dewatering excavation, which are mutually verified with the actually measured data of the foundation pit. At the same time, the influenee of the embedded depth of the water-stop structure on the deformation of the foundation pit dewatering excavation is analyzed. The research results show that the groundwater seepage action has a significant effect on the foundation pit dewatering excavation and the embedded depth of the water-stop structure can effectively reduce the deformation. Keywords: foundation pit dewatering; water stop structure; numerical simulation; deformation characteristics
在深基坑开挖及降水过程中，坑内外产生较大的水 头差时，会引起地下水渗流。地下水渗流容易引起地面沉 降、管涌、流砂、基坑支护结构失稳，进而影响周边构筑 物安全。在实际进行基坑支护设计及其稳定性分析时，设 计人员常常将地下水压力作为静水压力处理，这显然与实 际不符。地下水渗流实际上是液体流动与土骨架相互动态 耦合作用的过程，考虑基坑降水时渗流-应力耦合作用是十 分必要的。许多学者及工程技术人员也开展了考虑渗流耦 合作用的应力和变形研究。孙小伟等“进行了基坑工程变形 的渗透应力耦合有限元分析；骆祖江等0进行了深基坑降水 与地面沉降变形三维耦合数值模拟；张春玲冋进行了基坑 开挖非稳定渗流力学数值分析等。
基于Midas GTS软件的上海某深基坑降水 开挖变形特性研究
姚博
上海泓源建筑工程科技股份有限公司
上海
201707
摘要：基于Midas GTS软件对上海某深基坑降水开挖过程进行数值模拟，对比分析了基坑降水开挖不考虑渗流作用和考 虑渗流作用时，基坑围护结构水平位移、地表沉降变形的变化规律，并与现场基坑的实测数据相互印证；同时分析了 止水结构嵌固深度对基坑降水开挖变形的影响。研究结果表明：地下水渗流作用对基坑降水开挖有显著影响；止水结 构的嵌固深度能有效减小变形。 关键词：基坑降水；止水结构；数值模拟；变形特性 中图分类号：TU753.6*6 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2019)04-0712-03 DOI： 10.14144/j.cnki.jzsg.2019.04.052
本文通过Midas GTS软件数值模拟的方法对上海某深 基坑开挖降水过程进行模拟，对比分析不考虑渗流耦合作
作者简介：M 博(1986—)，男，硕士，工程卯。
通信地址：上诲■审者谕区広澳路1599号(201 707 ) o
源自文库
电子
274912607@qq.com
收稿日期:2018-12-20
用和考虑渗流耦合作用时，围护结构和周边环境变形的规 律；同时分析了在渗流耦合作用下，不同止水结构嵌固深 度对基坑坡顶地表沉降的影响。分析研究结果可以为今后 基坑支护结构设计、施工及变形控制提供参考及指导。
712 2019 • 4 • Building Construction
Research on Deformation Characteristics of Dewatering Excavation of Deep Foundation Pit in Shanghai Based on Midas GTS Software
YAOBo
Sha nghai Hongyua n Construction Engi neeri ng Tech nology Co., Ltd., Shanghai 201707, China
1 Midas GTS软件介绍 Midas GTS是包含施工过程的应力分析和渗透分析等
岩土工程分析所需的几乎所有分析功能的通用有限元分析 软件。其具有广泛且功能较为强大的岩土材料模型库，能 满足大部分岩土体的破坏模式，因此用Midas GTS建立基坑 开挖降水的二维模型能较真实地模拟实际情况。
Midas GTS模拟开挖降水过程是利用应力-渗流耦合 作用原理，地下水的渗流是由渗透区域边界的水头差引起 的。在Midas GTS中利用渗流分析模块得到孔隙水压力， 进而计算渗流作用对土体受力变形的影响。将渗流分析模 块中得到的总水头扣除位置水头而得到的压力水头，再乘 以水的容重就是孔隙水压力。一般情况下渗透力主要集中 在总水头变化较大的流出边界上，这样的区域约束压力较 小，抗渗流作用力也相对较小。
Abstract: Based on Midas GTS software, the numerical simulation of the dewatering excavation process of one deep foundation pit in Shanghai is carried out. The variation laws of horizontal displacement of support structure and surface settlement deformation are compared and analyzed either in consideration of the seepage action or without in consideration of the seepage action during foundation pit dewatering excavation, which are mutually verified with the actually measured data of the foundation pit. At the same time, the influenee of the embedded depth of the water-stop structure on the deformation of the foundation pit dewatering excavation is analyzed. The research results show that the groundwater seepage action has a significant effect on the foundation pit dewatering excavation and the embedded depth of the water-stop structure can effectively reduce the deformation. Keywords: foundation pit dewatering; water stop structure; numerical simulation; deformation characteristics
在深基坑开挖及降水过程中，坑内外产生较大的水 头差时，会引起地下水渗流。地下水渗流容易引起地面沉 降、管涌、流砂、基坑支护结构失稳，进而影响周边构筑 物安全。在实际进行基坑支护设计及其稳定性分析时，设 计人员常常将地下水压力作为静水压力处理，这显然与实 际不符。地下水渗流实际上是液体流动与土骨架相互动态 耦合作用的过程，考虑基坑降水时渗流-应力耦合作用是十 分必要的。许多学者及工程技术人员也开展了考虑渗流耦 合作用的应力和变形研究。孙小伟等“进行了基坑工程变形 的渗透应力耦合有限元分析；骆祖江等0进行了深基坑降水 与地面沉降变形三维耦合数值模拟；张春玲冋进行了基坑 开挖非稳定渗流力学数值分析等。