基于MIDAS GTS对基坑支挡结构的优化分析

为了验证采用三维有限元方法对基坑支挡结构优化设计的可靠性,基于 MIDAS GTS NX对基坑支挡结构进行三维有限元分析,模拟分阶段开挖,并适时地建立横向支撑.开挖完成后分为 5 级施加地面超载.通过分析得到基坑边缘的地表变形、支挡结构挡板位移、竖直排桩、横向腰梁和横向支撑等主要构件的内力和变形.然后对支挡结构模型从预埋、开挖和加载的整个过程进行实验室试验,试验过程中测量了开挖完成后和各级加载完成后基坑边缘测点的地表变形,观察了挡板、排桩、腰梁和支撑的受力和变形情况,并将数值分析与试验结果进行对比,墙板变形较大处为两列支撑的中间区域,且上部大、下部小;模拟分析中墙板、腰梁和支撑的内力反映了构件的实际受力情况,可以根据分析结果对构件进行优化;地表变形与试验结果误差较小,基本吻合,与实际的地表变形规律一致,大小接近.基坑支护结构的数值三维模拟分析结果可信,可用于基坑支护结构的优化设计.最后利用有限元模拟分析方法对支挡结构进行优化,实现承载力、变形和经济性的目标.