基坑開(kāi)挖數(shù)值分析中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是選取一個(gè)合適的土體本構(gòu)模型。而通過(guò)對(duì)基坑開(kāi)挖過(guò)程中土體的主要應(yīng)力變化路徑進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)模擬開(kāi)挖條件下的土體本構(gòu)模型應(yīng)能合理考慮土體變形特性的應(yīng)力路徑相關(guān)性和壓硬性。Hardening Soil Model 采用了不同的加荷與卸荷模量，能夠反映土體應(yīng)力路徑的影響，且考慮了土體模量的應(yīng)力水平相關(guān)性，能預(yù)測(cè)得到較合理的坑壁側(cè)移、地表沉降以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，因而建議采用Hardening Soil Model進(jìn)行基坑開(kāi)挖數(shù)值模擬分析。

Hardening Soil Model 介紹

Hardening Soil Model (HSM)是Schanz等提出的一種以塑性理論為基礎(chǔ)的雙屈服面模型。該模型的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系采取了Kondner等建議的雙曲線形式，如圖1所示。塑性部分采取了各向同性的硬化準(zhǔn)則，可同時(shí)考慮剪切硬化和壓縮硬化，該模型采用了 Mohr-Coulomb 準(zhǔn)則來(lái)描述土體的破壞行為。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)排水三軸試驗(yàn)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

模擬結(jié)果與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比

得到基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)等的實(shí)測(cè)值和模擬結(jié)果后，可繪出圍護(hù)結(jié)構(gòu)等實(shí)測(cè)值與計(jì)算值隨深度的比較圖，將兩種不同模型的數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)值的對(duì)比分析，如圖2所示：

圖2 基坑開(kāi)挖后的位移云圖

圖3 兩種模型的模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)值的對(duì)比分析圖

由圍護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)和數(shù)值模擬結(jié)果比較圖可以看出，HS模型模擬的結(jié)果與MC模型的模擬結(jié)果相比，其精確性要明顯優(yōu)于MC模型，由此論證了HS模型模擬基坑開(kāi)挖問(wèn)題的實(shí)用性與精確性。

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