作者：雷朋

单位：南京工业大学

01工程背景

有一开挖宽度为2mx2m的基坑，开挖深度为10m，采用悬臂式围护结构支护，墙体宽度为1m，总长20m。土体的弹性模量为66000kPa，泊比=0.2，土体重度=20kN/m3，黏聚力=0，摩擦角=30°，剪胀角=0，水平压力系数K=2。墙体弹性模量E=28GPa，泊松比v=0.15。墙与土之间的摩擦角取为30°(摩擦系数为0577)。

(相关资料图)

模型示意图

02 有限元模型

建立100mX100m的二维变形体部件，分隔开挖区域的几何形状。

建立土体表面

定义名为geo的Geostatic分析步，接受默认选项；随后建立名为remove的Static，general通用分析步，起始时间0.1，最大步长0.2，采用非对称算法。

载荷、边界条件应在initial或geo分析步就激活生效。

在geo分析步对土体加体力-20，模拟重力荷载。

设置初始应力

网格单元类型为CPE4，选择合适的网格密度。

有限元网格

03有限元计算结果与结论

墙体水平位移

土体竖向位移

由图可见，基坑开挖后土体向内侧移动，最大水平位移约为19cm。基坑底免隆起变形约为23cm，基坑周边土体的沉降约为3.8cm，这一边形是由于墙后填土达到了主动极限平衡状态。

墙体水平位移

由图可见，若不考虑土体的塑形，墙体的水平位移过小，和作用在墙体上的土压力有直接的关系。

关于智造:

广州市智造软件科技有限公司是一家集CAE软件销售及服务、CAE工程咨询服务、CAE培训、CAE软件二次开发于一体的专业服务商。我们致力于为客户量身打造优质的CAE解决方案，提供非线性有限元分析、多体动力学分析，CFD和传热分析，疲劳分析，结构优化，强度分析，多学科仿真，流体动力学，碰撞&安全分析，多物理场分析，热分析等一系列的专业分析与咨询服务。

标签：