深基坑支护结构变形预报1 前言传统的基坑支护结构体系的设计方法是根据墙体受力强度及整体稳定性进行设计的，设计过程是以开挖的最终状态为对象。然而基坑开挖过程往往会引起支护结构的内力和变形以及土体的变形，发生种种意外变化，乃至影响工程安全和环境安全，绝非传统的方法能事先控制或事后处置的。因此，以变形大小作为控制手段的设计方法正受到人们的普遍重视因为支护结构的变形量是基坑开挖过程中支护结构与土相互作用的直观反映，又是各种突发事件发生的先兆，假如能事先预测支护结构的变形量，对保证基坑安全施工具有重要的意义。本文利用深基坑支护开挖过程中所获工况的监测信息，采纳优化反分析来反演土体及支护结构力学参数，然后通过杆系有限元计算来预测下一工况的桩墙变形量、内力及支撑力。又采集下一施工阶段的相应信息，进行参数反演，计算预测下一工况的桩墙变形量等，如此反复循环。这样通过分析预测指导施工，通过施工信息反馈修改设计，使设计及施工逼近实际。2 反分析原理大量工程实践表明，利用杆系有限元方法模拟和计算支护结构的内力及变形时，土体的“m”值、支护结构的刚度、支撑刚度及土压力分布模型的选取对支护结构的内力和变形计算结果影响很大。而目前工程上的取值往往是凭经验或实验所得，具有较大的随意性。假如利用已完成的工况量测信息反分析土体的 m 值及支护结构的刚度、支撑刚度，通过确定的土体参数来预测下一工况的墙体变形量、内力及支撑力，实现动态优化设计，同时，用以指导工程实践。反分析原理是以每一工况位移量测信息为基础，选择土体力学模型及相应的边界条件，然后建立目标函数，利用优化方法来搜索与实测值逼近的土体参数及支护结构力学参数。2.1 目标函数的建立以基坑开挖的每一工况量测信息为基础的反分析方法目标函数一般为： （1）式中为支护结构上测点 的水平位移的计算值为支护结构上测点 的水平位移的实测值； 表示土体的值、支撑刚度系数、桩墙刚度等； 为测点总数。2.1 墙体任意处位移计算支护结构的位移计算采纳弹性地基梁有限元法，计算的最终结果是单元节点处的内力及变形，而实测点的位置可能不在节点处，为了反映施工过程的动态响应，以及目标函数值的求解，需要给出量测点任意位置设置和任意施工阶段的量测信息增量，则任一单元上测点的水平位移可用线性插值法求得，计算公式为： （2）式中，分别为测点 所在单元两端点的坐标； ，分别为点 所在单元两端点的...
