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1、三維有限元分析（Midas GTS）為準確分析基坑開挖對鄰近地鐵區間隧道產生的影響，并考慮基坑開挖的空間效應，采用大型商業通用有限元分析軟件Midas GTS按連續介質有限元方法進行彈塑性分析。Midas GTS軟件可進行三維建模，具有強大的非線性分析能力，內含多種土體和巖體本構模型，適于大型巖土工程的變形及穩定性分析，在國內外巖土工程數值分析中得到廣泛的應用。通過建立全尺寸的三維模型，根據基坑開挖的全過程中各具體施工步，采用“激活鈍化”的方式控制各層基坑土體加固，圍護樁施工，土方開挖，底板施工及堆載的設置，根據基坑工程施工工況模擬基坑開挖全過程，最終對圍護結構、鄰近地鐵隧道和周邊地層的變形和2、內力做出合理的預測。模型參數的選取1.模型尺寸根據基坑開挖對周邊的影響范圍，合理選取模型尺寸可減少邊界條件對計算結果的影響。計算模型平面尺寸為300m（X方向）X200m（Y方向）。最大圍護結構深度為51m，模型計算深度（Z方向）取為60m，模型如下圖所示2.本構模型（1）土體本構模型土體采用Mohr-Coulomb模型進行模擬，目前巖土工程界常用的屈服準則1 有：Tresca屈服準則、Mises屈服準則、Drukle-Plager屈服準則以及Mohr-Coulomb屈服準則和雙剪應力屈服準則等。在各種屈服準則中Mohr-Coulomb屈服準則模型能反映土體的抗壓強度不同的S- D效應(Str3、ength Difference Effect)與對靜水壓力的敏感性,而且簡單實用,土體參數c、值可以通過各種不同的常規試驗測定。因此, 較其他準則具有較好的可比性，在工程實踐中有著重要的作用和地位，得到了廣泛的應用。基坑開挖過程中，絕大部分土體處于卸荷狀態，因此，實際巖土體的彈性模量要大于壓縮模量，與回彈模量相近，土體的彈性模量與埋深密切相關，Midas GTS模型中土體采用Mohr-Coulomb模型可設置彈性模量隨深度的變化量，故相比其他商業有限元軟件中Mohr-Coulomb模型只能采用固定的彈性模量值要靈活準確。（2）其他單元本構模型計算中圍護樁、抗拔樁、圍護樁頂板，基坑底板等材料采4、用彈性模型進行模擬。地鐵隧道的變形要求嚴格，地鐵隧道在基坑開挖下的變形處于彈性階段，故對隧道管片也采用彈性模型。3材料參數取值計算中不同分層土體的模型參數、重度、側壓力系數等參數部分從地質勘察報告中得到，另一部分通過監測數據反演分析得到。勘察報告給出的變形參數是壓縮模量，壓縮模量的計算中考慮了很大一部分塑性變形。類似基坑開挖過程中，絕大部分土體處于卸荷狀態，因此，實際巖土體的彈性模量要大于壓縮模量，與回彈模量相近，土體的彈性模量與埋深密切相關，故本報告在選取土體彈性模量時在地勘壓縮模量的基礎上進行了修正。參數如下表所示4邊界約束模型邊界采用標準約束形式，在側向邊界面施加水平方向約束（X方向UX5、=0，Y方向UY=0），在模型底面施加豎直方向約束（UZ=0）。邊界約束如下圖所示5網格劃分及單元類型為保證網格劃分質量，核心區土體及盾構管片種子（SEED）間距為3m，外圍土層種子間距為12m。總共單元數為41793。網格劃分圖下圖6模型施工步驟按下表所示工況一：初始應力場平衡（包括隧道）；工況二：原堆土從10.0m高程卸載至8.0m高程，并堆填另一塊從6.0m標高至8.0m高程；工況三：攪拌樁、抗拔樁施工；工況四：地下水位降至1.0m高程；工況五：堆土卸載至標高6.0m。工況六工況十七（remove111）：111區塊分塊開挖。工況十八：鋼錠堆載移除。三維分析結果1.土體變形情況（注，標記的數值為坑底處土體變形量，單位mm）8m以上標高土體卸除后變形降水至-6m后土體變形6m以上土體卸除后土體變形1區開挖完成2區開挖完成3區開挖完成4區開挖完成5區開挖完成6區開挖完成7區開挖完成8區開挖完成9區開挖完成10區開挖完成11區開挖完成鋼錠移除2.盾構變形情況8m標高以上土體卸除后變形圍護樁、抗拔樁施工完成后土體變形降水至-6m后土體變形6m以上土體卸除后土體變形1區開挖完成2區開挖完成3區開挖完成4區開挖完成5區開挖完成6區開挖完成7區開挖完成8區開挖完成9區開挖完成10區開挖完成11區開挖完成鋼錠移除左線隧道變形變化圖