有限元课程设计报告

1、姓 名： 班 级： 学 号： 指导教师： 一、基坑支护设计模拟（1） 桩锚支护设计模拟1、 工程概况场地位于长春市东部经济技术开发区赛的广场东北角，场区地势较为平坦，标高在199.1200.97，高差1.87米，开挖深度10米。经本次勘察，据钻深资料，标准贯入，静力触探原位测试，结合室内土工试验成果综合判定。场区内地基土自上而下依次为：1、杂填土2、淤泥质粉质粘土3、粉质粘土4、粉质粘土5、粘土6、粉质粘土7、粘土8、粉质粘土9、全风化泥岩。工程基坑深10米，采用桩锚支护，设置两层锚杆，地面超载按q=10.5Kpa考虑，场地土层参数如图所示，采用逐层开挖支撑力不变法对支护结构进行设计计算。2、

2、 土层及结构参数模型材料参数表属性名称单元类型弹模（Mpa）泊松比容重（Kn/m3）渗流系数（m/day）粘聚力（Kn/m2）内摩擦角（°）杂填土1平面应变80000.318.000.10.000.00粉质粘土2平面应变280000.319.400.116.0013.00粉质粘土3平面应变280000.319.500.120.0012.00粉质粘土4平面应变280000.319.700.125.0014.00粉质粘土5平面应变280000.319.400.120.0014.00粉质粘土6平面应变280000.319.800.143.0018.00粉质粘土7平面应变280000.319

3、.700.138.0020.00粉质粘土8平面应变280000.319.800.148.0018.00粘土9平面应变280000.319.90.155.0019.00锚杆植入式桁架2000000000.378.50.1桩梁240000000.3250.13、模拟方法桩采用梁单元模拟，锚杆固定端采用植入式桁架模拟，锚杆预应力采用一对集中力与分布力模拟，开挖后土体采用钝化单元模拟，本构模型为摩尔-库伦。4、 几何模型基坑竖向40m，横向共240m。截图5、 网格划分采取自动划分网格循环网格法，网格单元尺寸为2，共36个网格组3090个节点。截图6、 边界条件左右及底部均限制水平及竖向变形计算结果边

4、界土体地基反力最大为642.510KN最小为0.00000345KN与最大为1579.93KN最小为0KN，支护结构水平力最大为2086.17KN最小为38.313KN，支护结构竖直方向力最大为832.583KN最小为2.0857KN，支护结构水平方向弯矩最大为800.446KN.M最小为44.7542KN.M，土体水平方向变形最大为0.0270085m最小为0m，土体竖直方向变形最大为0.155257m最小为0.00278188m（二）复合土钉墙支护设计模拟1、工程概况场地位于长春市东部经济技术开发区赛的广场东北角，场区地势较为平坦，标高在199.1200.97，高差1.87米，开挖深度10

5、米。经本次勘察，据钻深资料，标准贯入，静力触探原位测试，结合室内土工试验成果综合判定。场区内地基土自上而下依次为：1、杂填土2、淤泥质粉质粘土3、粉质粘土4、粉质粘土5、粘土6、粉质粘土7、粘土8、粉质粘土9、全风化泥岩。工程基坑深10米，采用桩锚支护，设置两层锚杆，地面超载按q=10.4Kpa考虑，场地土层参数如图所示，采用逐层开挖支撑力不变法对支护结构进行设计计算。2、土层及结构参数模型材料参数表属性名称单元类型弹模（Mpa）泊松比容重（Kn/m3）渗流系数（m/day）粘聚力（Kn/m2）内摩擦角（°）杂填土1平面应变80000.318.000.10.000.00粉质粘土2平面

6、应变280000.319.400.116.0013.00粉质粘土3平面应变280000.319.500.120.0012.00粉质粘土4平面应变280000.319.700.125.0014.00粉质粘土5平面应变280000.319.400.120.0014.00粉质粘土6平面应变280000.319.800.143.0018.00粉质粘土7平面应变280000.319.700.138.0020.00粉质粘土8平面应变280000.319.800.148.0018.00粘土9平面应变280000.319.90.155.0019.00锚杆植入式桁架2000000000.378.50.1土钉植入

7、式桁架2000000000.378.50.13、模拟方法锚杆固定端采用植入式桁架模拟，锚杆预应力采用一对集中力与分布力模拟，土钉采用植入式桁架模拟，开挖后土体采用钝化单元模拟，本构模型为摩尔-库伦。4、几何模型基坑竖向20m，横向共100m，基坑内部宽40m5、网格划分采取自动划分网格循环网格法，网格单元尺寸为1，共53个网格组3722个节点。6、边界条件左右及底部均限制水平及竖向变形7、计算结果边界土体地基反力最大为5495.73KN最小30.1392KN与最大为975.459KN最小为0，土体水平方向变形Dx最大为74.6370m最小为2.33433m，土体竖直方向变形Dy最大为306.2

8、67m最小为2.44050m。二、基坑降水模拟1、工程概况 场地位于长春市东部经济技术开发区赛的广场东北角，场区地势较为平坦，标高在199.1200.97，高差1.87米，开挖深度10米。经本次勘察，据钻深资料，标准贯入，静力触探原位测试，结合室内土工试验成果综合判定。场区内地基土自上而下依次为：1、杂填土2m ；2、淤泥质粉质粘土4m；3、粉质粘土3m; 4、粉质粘土1.5m; 5、粘土1m; 6、粉质粘土1.5m; 7、粘土1.3m; 8、粉质粘土1.5m; 9、全风化泥岩10m。工程基坑深10米，采用桩锚支护，设置两层锚杆，第一层锚杆长15m，锚固段9m；第二层锚杆长53m，锚固段44m

9、。地面超载按q=10.5Kpa考虑，场地土层参数如图所示，采用逐层开挖支撑力不变法对支护结构进行设计计算。降水工程位置为上面的工程基坑开挖的位置，降水前地下水位位于地表面，降水后地下水位为基坑开挖底部0.5m处，即地下10.5m的位置，地下水类型为潜水，采取的降水方法采用轻型井点降水。2、土层及结构参数模型材料参数表属性名称单元类型弹模（Mpa）泊松比容重（Kn/m3）渗流系数（m/day）粘聚力（Kn/m2）内摩擦角（°）杂填土1平面应变80000.318.000.10.000.00粉质粘土2平面应变280000.319.400.116.0013.00粉质粘土3平面应变280000

10、.319.500.120.0012.00粉质粘土4平面应变280000.319.700.125.0014.00粉质粘土5平面应变280000.319.400.120.0014.00粉质粘土6平面应变280000.319.800.143.0018.00粉质粘土7平面应变280000.319.700.138.0020.00粉质粘土8平面应变280000.319.800.148.0018.00粘土9平面应变280000.319.90.155.0019.00锚杆植入式桁架2000000000.378.50.1桩梁240000000.3250.13、模拟方法桩采用梁单元模拟，锚杆固定端采用植入式桁架模拟，开挖后土体采用钝化单元模拟，不同降水阶段的地下采用节点水头模拟，渗流类型为稳定流。4、几何模型基坑竖向40m，横向共240m。5、网格划分采取自动划分网格循环网格法，网格单元尺寸为2，共33个网格组3175个节点。6、边界条件左右及底部均限制水平及竖向变形，水头位置分别在开挖面下3.5m、6.5m、10.5m处7、 计算结果边界土体地基反力最大为977.719KN最小为0.0364374KN与最大为1600.86KN最小为0KN，支护结构水平力Fx，最大为110