研究生课程论文(2009-2010学年第二学期)岩土工程数值分析课程论文研究生：周森提交日期：2010年7月1日研究生签名：学号200920105032学院土木与交通学院课程编号S0814007课程名称岩土工程数值分析学位类别硕士任课教师刘庭金教师评语：成绩评定：分任课教师签名：年月日目录第2页共45页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共45页例案1基于Midas-GTS的条形、方形基础下附加应力及位移分析…………………………………（3）例案2基于强度折减法的Midas-GTS二维边坡稳定性分析……（13）例案3基于Midas-GTS的二维隧道衬砌模拟分析……………（20）例案4基于Midas-GTS的三维基坑施工阶段模拟……………（27）例案5岩土工程实例介绍分析——广州陈家祠广场及周边环境综合整治地下空间工程基坑支护结构设计…………………………（31）第3页共45页第2页共45页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共45页基于Midas-GTS的条形、方形基础下附加应力及位移分析周森（华南理工大学土木与交通学院09岩土工程）摘要：运用了Midas-GTS分别建立了条形基础和方形基础沉降及基底附加应力计算模型。条形基础考虑平面应变问题，采用二维坐标建模；方形基础考虑荷载的分布情况，则采用三维实体建模。通过程序分析计算，得到了两种基础下位移、附加应力的分布规律，得到了位移分布等值云图和“应力泡”分布，与《土力学》经典理论分析结果进行了对比，发现数值模拟分析结果与理论分析结果具有一致性，从而也验证了理论分析结果的正确性。关键词：条形基础；方形基础；位移；附加应力；规律1引言地基内的附加应力是由基底附加压力引起的，建筑物荷载在地基中产生的应力为附加应力，其大小直接影响着地基的变形和稳定性，因此地基附加应力的计算也显得尤为重要。在地基附加应力的计算方面，目前采用弹性理论推导出的公式，并引入地基是半无限空间弹性体和地基土是均匀、连续、各向同性两方面的假设[1]。但是地基土的成层分布及应力历史等因素，使的地基土性参数呈现空间变异性[2]。基于问题的复杂性和不确定性，对于地基附加应力的计算并没有简单成熟的方法。大量试验表明，当地基土作用的荷载不是很大、土中塑性变形区很小时，荷载和变形之间近似成线性关系，基于弹性理论的计算结果与实测值相差不大。在地基沉降位移的计算方面，也存在很大程度的不精确性，目前确定性的计算方法主要有分层总和法[3]和《建筑地基基础设计规范》法[4]。随着有限元分析技术的日益成熟，目前也有一批学者运用有限元方法对地基沉降进行了研究。本文通过建立条形基础和方形基础下地基附加应力和位移计算模型，分析了各自附加应力分布规律及位移变形特点，与经典理论进行了对比，以更加生动、形象的方式验证了理论的正确性。2模型建立2.1条形基础模型运用Midas-GTS二维建模，建立了条形基础下地基附加应力和位移计算的模型，边界条件采用平面应变。条形基础宽度B为2m，而边界距离取宽度的2～3倍，地基土深度取影响范围之内约6倍宽度[5]；不考虑地基土的空间变异性，取平均重度γ=20KN/m3，泊松比ν取为0.25，弹性模量E取5e3kpa，土体内摩擦角ϕ为15°，粘聚强度c取25kpa；条形基础施加给地基的线荷载为200KN/m。条形基础下地基附加应力和位移计算模型、施加支撑及荷载后网格分别如图1、2和3所示。2.2方形基础模型运用Midas-GTS建立了方形基础下地基附加应力和位移计算的三维实体模型，边界支撑分别在实体底部限制Z方向位移，左右两侧限制X方向位移，前后两侧限制Y方向位移。方形基础宽度B为4m，边界距离取宽度的2倍即8m，地基土深度取为20m；不考虑地基土的空间变异性，取平均重度γ=20KN/m3，泊松比ν取为0.25，弹性模量E取5e3kpa，土第4页共45页第3页共45页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共45页体内摩擦角ϕ为15°，粘聚强度c取25kpa；方形基础施加给地基的均布面荷载为200KN/m2。方形基础下地基附加应力和位移计算模型、施加支撑及载荷后网格分别如图4、5和6所示。图1条形基础计算模型图2施加支撑后条形基础模型图3施加载荷...
