考虑基坑开挖宽度的杆系有限元算法及试验研究

工程实践表明，狭窄基坑围护结构变形相对较小；而超宽基坑围护结构变形相对较大，并伴有明显的踢脚变形。由于目前常用的杆系有限元算法不能考虑基坑宽度对围护上土压力的影响，使狭窄基坑设计时偏于保守，造成较大浪费；较宽基坑设计时偏于危险，造成基坑施工风险。推导了可以考虑基坑宽度影响的围护结构上土压力折减因子的计算方法，对基坑工程杆系有限元分析的荷载取值进行了调整，改进了目前基坑设计采用的杆系有限元方法。针对24、32、42m3种宽度分别进行了离心模型试验。试验结果表明，传统的杆系有限元方法计算结果在考虑基坑宽度影响时明显与试验结果不符。应用所提理论对试验成果进行了分析，证明了方法的合理性。此方法是对目前基坑设计采用的杆系有限元方法的必要修正，值得在基坑设计时推广。