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考虑非线性接触地铁基坑施工过程变形研究

侯世伟  郭少坡  李宏男  郭超  
【摘要】:探究土体与地下结构之间的接触行为,本文首先对砂土和粉质黏土与围护结构的接触面进行了试验,获得了两类土体与围护结构的接触面力学特性。其次采用基于Clough与Duncan应力-位移双曲线模型的无厚度Goodman接触单元,验证了接触面非线性的切向行为合理性。考虑实际工程中土体与围护结构的接触非线性问题,基于无厚度Goodman接触单元对地铁基坑施工变形过程进行预测,并结合模拟接触切向行为的罚函数法线性模型,对比罚函数法线性接触模型与Goodman非线性接触模型对基坑开挖变形的影响,研究包括围护桩墙后土体垂直沉降、围护桩墙侧向水平位移以及围护桩墙顶端水平位移。最后将研究因素与实际监测数据对比,结果表明:在考虑非线性土与结构相互作用的基坑开挖过程中,计算结果与实际监测结果的相对误差均保持在10%以内,计算结果更合理,为类似土与结构相互作用的岩土工程接触分析提供参考和理论基础。

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