分步开挖的基坑分析,每一步的最大位移值是叠加的吗?

每开挖一次都有计算结果,其中位移最大值是表示什么意思,是这一步的位移吗?总位移需要将各步位移叠加吗?为什么我这计算第一步位移比第二步大, 这如何解?以下按顺序列出了三个工况位移图。

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库仑吴汶垣 - 库仑工程师

赞同来自: Eileen CC 库仑沈工 kulun2024

每一步开挖的位移最大值就是当前工况阶段中支护结构的最大位移。需要注意的是最大位移不一定是桩顶位移。

位移不存在累加的说法,当前工况阶段的位移就是当前结构的真实位移,并不是相对于上一个工况阶段的增量。

根据图中的情况第二个工况阶段的位移比第一个工况阶段的位移大是完全可能的。根据图中坑外土压力的分布(始终为主动土压力)可以判断采用的是建筑基坑规范中的弹性支点法。弹性支点法的基本模型如下:

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可以看到被动区土反力(左侧)和内支撑或锚杆在计算模型中都是采用弹簧来模拟的。下面我简单画个图说明一下为什么本案例中第二个工况阶段的结构位移反而小于第一个工况阶段:

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上图为工况阶段1,可以看到开挖临空面由于没有土体作用变形较大,而嵌固段由于土体作用,变形较小,土弹簧受到压缩。

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上图为工况阶段2,基坑开挖并施加内支撑的情况。图中黄色区域为新开挖的区域,由于撤掉了土反力弹簧,这部分支护结构像坑内的位移会增大,这时可以想象一下,由于图中黄色区域结构的移动,黄色区域上部的支护结构就会适当的回弹,从而最大位移减小。这个现象如果做一个试验也可以明显的看出来,并不是不合理的现象。边界条件改变后,结构在自身刚度作用下,会重新调整自身的变形,以保证结构内力和外部荷载的平衡。

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