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1、問(wèn)題描述:土特性:c30KPa,摩擦角為25,剪脹角20,用莫爾庫(kù)倫模型,垂直挖了11m,位移有多大?基坑深11m,寬度為40m,取平面應(yīng)變單元計(jì)算。并因?yàn)閷?duì)稱(chēng)取一半計(jì)算。分三次挖土,第一次2m,第二次4m,第三次5m,不設(shè)任何支撐和擋土結(jié)構(gòu)。1、根據(jù)朗肯主動(dòng)土壓力概念結(jié)合莫爾庫(kù)侖原理知識(shí),對(duì)基坑的臨界深度手算結(jié)果如下:=2*30/(19.11*tan(45-25/2)=4.9m亦即,基坑開(kāi)挖近5m處時(shí)土體即處于臨界狀態(tài)。2、由于各軟件收斂準(zhǔn)則(如容許誤差等)有異,而且土體在開(kāi)挖5m左右時(shí)已經(jīng)達(dá)到破壞,因此比較最終計(jì)算狀態(tài)意義并不大。3、鑒于以上原因,我們將plaxis與abaqus在開(kāi)挖第一

2、步、第二步(開(kāi)挖深度為6m,較接近于手算臨界深度)的結(jié)果分別進(jìn)行了比較,結(jié)果如下圖所示。由下圖對(duì)比結(jié)果可以看出,plaxis與abaqus、GTS在開(kāi)挖的這兩個(gè)階段,不論是從位移大小,還是從變形規(guī)律方面吻合得都很好。此外,雖然由于容差等差別,最終計(jì)算的位移abaqus要比plaxis、GTS大很多(實(shí)際上,土體達(dá)到破壞后的計(jì)算結(jié)果值并沒(méi)有現(xiàn)實(shí)價(jià)值,只是給出一個(gè)破壞趨勢(shì)可以作為參考;而且有限元分析中利用的是插值元函數(shù),計(jì)算精度與網(wǎng)格稀疏有關(guān)系,有時(shí)候結(jié)果相差很大),但從相關(guān)陰影圖我們不難發(fā)現(xiàn),二者所計(jì)算得出的基坑破壞剪切滑移帶基本一致,如圖19、20所示。1 / 15第一步開(kāi)挖結(jié)束后土體的位移圖

3、示:圖1 Abaqus水平位移(1.41mm)圖2 Plaxis水平位移圖(1.41mm)圖3 GTS水平位移圖 1.38mm圖3 Abaqus垂直位移(7.62mm)圖4 Plaxis垂直位移圖(7.61mm)圖5GTS垂直位移圖 8.9mm圖5 Abaqus總位移(7.62mm)圖6 Plaxis總位移圖(7.61mm)圖7 plaxis塑性點(diǎn)(由圖可見(jiàn),該階段土體中尚未出現(xiàn)莫爾庫(kù)侖塑性點(diǎn))圖8 plaxis應(yīng)變?cè)隽筷幱皥D圖9 abaqus等效塑性應(yīng)變圖(該圖說(shuō)明abaqus計(jì)算得到的第一步開(kāi)挖結(jié)束后沒(méi)有出現(xiàn)塑性區(qū))圖10 GTS等效塑性應(yīng)變圖第二步開(kāi)挖結(jié)束后土體的位移圖示:圖10 aba

4、qus水平位移圖(4.14mm)圖11 Plaxis水平位移圖(4.29mm)圖11 GTS水平位移圖(4.03mm)(以上圖比較吻合,包括最大值的大小,以及坑壁上出現(xiàn)塑性區(qū)的大致位置。圖注括號(hào)中的數(shù)字為相應(yīng)位移的最大值)圖12 abaqus垂直位移圖(19.9mm) 圖13 Plaxis垂直位移圖(19.87mm)圖13 GTS垂直位移圖(23.34mm)(abaqus與plaxis GTS所計(jì)算的豎向位移最大值均出現(xiàn)在基坑隆起的地方,而且位移大小值也一致)圖14 abaqus總位移圖(19.9mm) 圖15 Plaxis總位移圖(19.87mm)(同垂直位移對(duì)應(yīng)的注釋。Abaqus與plaxis所計(jì)算的總位移最大值均發(fā)生在基坑隆起的地方)圖16 plaxis塑性點(diǎn)圖17 plaxis應(yīng)變?cè)隽繄D18 abaqus等效塑性應(yīng)變(二者計(jì)算所得塑性點(diǎn)出現(xiàn)的位置一致)圖19 plaxis中最后一個(gè)開(kāi)挖步對(duì)應(yīng)的水平位移圖示圖19 GTS中最后一個(gè)開(kāi)挖步對(duì)應(yīng)的水平位移圖示圖20 plaxis中最后一個(gè)開(kāi)挖步對(duì)應(yīng)的水平位

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