OptumG2土钉墙案例
一、OptumG2土钉墙案例1
采用OptumG2主要模拟了土钉墙的开挖过程，分析了土钉墙的稳定性和对周围建筑物桩基的影响，模型如图1所示。土钉墙喷射混凝土采用板单元模拟的，土钉采用土钉单元模拟，建筑物采用刚体来模拟的，在建筑物下方添加桩单元作为桩基。
图1 OptumG2模型
工况阶段1为开挖工况，开挖3m，如下图，以及相应的计算结果。
图2 工况1：开挖3m
图3 开挖引起的土体水平位移
图4 土体破坏面，安全系数=1.766
工况阶段2施加土钉，如下图，以及相应的计算结果。
图5 施加土钉和土体水平位移
工况阶段3为开挖工况，再次开挖3m，如下图，以及相应的计算结果。
图6 再次开挖3m和土体水平位移
图7 再次开挖3m后的土体破坏模式，安全系数=2.681
工况阶段4施加土钉，如下图，以及相应的计算结果。
图8 施加土钉和土体水平位移
图9 施加第二排土钉后的土体破坏模式，安全系数=2.987
图10 开挖完成时建筑无的沉降情况
图11 开挖完成时桩基所受弯矩
二、OptumG2土钉墙案例2
本案例主要讨论的是土钉墙在施工过程中，土钉墙的稳定性和对周围建筑物的沉降影响，模型如下图所示。墙是用板单元来进行模拟的，材料为默认的P800，土钉采用软件中自带的土钉单元即可。在墙体上添加了土钉。建筑物采用刚体来模拟的，在建筑物下方添加了桩体。
图12 OptumG2模型
分析中共设置了两个工况，一个是计算模型的稳定性，还有一个采用弹塑性分析来计算位移和沉降。
计算模型的稳定性采用的事强度折减法，得到的破坏模式如下图所示：
图13 土体破坏模式
计算位移和沉降，我们采用的是弹塑性分析，竖向位移云图如下图所示：
图14 土体竖向位移云图
通过弹塑性分析，不仅可以得到整个模型的变形，也可以得到建筑物的沉降情况。从上图中可以看到，在建筑物的底部有一条红线，可以准确读处建筑物的沉降情况，也可以单独得到由于基坑开挖引起的建筑物的桩基内力辩护。
对于基坑开挖，在软件中可以选择HMC本构模型，设置分别设置土体的弹性模量（压缩）和回弹模量（回弹），因为土体压缩时采用的弹性模量往往比回弹时的弹性模量更小，这样可以得到更真实的坑外和坑外土体位移情况。
此外，如果对于分步施工，比如基坑分步开挖，或者分部放坡的情况，也可以按照施工步骤建立多个工况，逐步分析沉降情况，下图所示的案例是上海的一个基坑分步开挖，分析其对周边建筑物的沉降影响的案例。
图15 基坑开挖对周边建筑物影响分析
图16 基坑开挖完成时建筑物桩基弯矩分布
