基于ANSYS有限元分析深基坑支護動態(tài)優(yōu)化設計方法的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的深基坑工程設計計算多采用根據基坑的最終開挖狀態(tài)，基于極限平衡的分析方法，計算基坑支護結構的內力、位移、變形，在此基礎上驗算土體穩(wěn)定性，最終完成基坑支護結構的設計。這種方法多為“一次設計，一次施工”，常稱之為“靜態(tài)設計”，其優(yōu)點在于設計理論簡單，設計工作量小，是基坑支護工程設計中常采用的方法之一。但在具體基坑支護工程中，施工階段的各種土壓力荷載，周邊材料堆載，土層深度等參數都是變化的，單一的靜態(tài)設計理念已經不能夠完全滿足基坑設計的要

2、求。優(yōu)質的基坑支護設計要求做到高質，經濟，安全的完成，調查發(fā)現基于靜態(tài)理論的基坑支護設計往往因為施工過程中變化的參數與具體工程表現不一致。這樣可能導致投入與產出成不對等關系，造成資源浪費或安全無保障等后果。
　　 隨著科技的發(fā)展，特別是計算機仿真技術的發(fā)展，將計算機仿真技術引用到深基坑工程中來已成為一大趨勢。結合仿真技術，筆者針對“靜態(tài)設計”提出這樣的一思路，通過模擬基坑施工過程中每一階段，將模擬數據反饋回設計，運用傳統(tǒng)理論完成

3、初期基坑支護設計，再次結合施工過程的監(jiān)測數據與模擬數據，完成整個基坑支護。這種設計方法，筆者稱之為“動態(tài)優(yōu)化設計”。
　　 為完成“動態(tài)優(yōu)化設計”方法的建立，筆者將大型有限元分析軟件ANSYS引入到基坑設計中。在理論層面上，從軟件的材料模擬，接觸面模擬，生死單元幾個模塊入手，證明其用于基坑支護模擬的理論可行。在技術操作層面上，通過具體工程模擬分析，優(yōu)化了傳統(tǒng)基坑支護設計，并取得了良好的效果。
　　 通過研究筆者將ANSY

4、S軟件引入到基坑支護設計中，建立了這樣一種動態(tài)優(yōu)化設計工作流程：傳統(tǒng)深基坑支護設計→獲得支護方案→建立動態(tài)設計計算模型→分析變化參數→預測分析與數據反饋→對原始設計方案優(yōu)化→跟蹤監(jiān)測→反饋信息進行預測。深基坑的設計與其他設計相比具有其自身的特殊性，其設計與施工完全是相互依賴，密不可分的。這種動態(tài)優(yōu)化設計與基坑支護施工密切聯(lián)系在一起，它避免了靜態(tài)設計中“一次設計，一次施工”引起的弊端，減少資源不合理利用現象，從而降低工程造價，又保證了基坑