基坑abaqus与plaxis计算结果对比.docx

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基坑abaqus与plaxis计算结果对比

问题描述：

土特性：

c＝30KPa，摩擦角为25，剪胀角20，用莫尔库伦模型，垂直挖了11m，位移有多大？

基坑深11m，宽度为40m，取平面应变单元计算。

并因为对称取一半计算。

分三次挖土，第一次2m，第二次4m，第三次5m，不设任何支撑和挡土结构。

1、根据朗肯主动土压力概念结合莫尔库仑原理知识，对基坑的临界深度手算结果如下：

=2*30/（19.11*tan（45-25/2））=4.9m

亦即，基坑开挖近5m处时土体即处于临界状态。

2、由于各软件收敛准则（如容许误差等）有异，而且土体在开挖5m左右时已经达到破坏，因此比较最终计算状态意义并不大。

3、鉴于以上原因，我们将plaxis与abaqus在开挖第一步、第二步（开挖深度为6m，较接近于手算临界深度）的结果分别进行了比较，结果如下图所示。

由下图对比结果可以看出，plaxis与abaqus在开挖的这两个阶段，不论是从位移大小，还是从变形规律方面吻合得都很好。

此外，虽然由于容差等差别，最终计算的位移abaqus要比plaxis大很多（实际上，土体达到破坏后的计算结果值并没有现实价值，只是给出一个破坏趋势可以作为参考；而且有限元分析中利用的是插值元函数，计算精度与网格稀疏有关系，有时候结果相差很大），但从相关阴影图我们不难发现，二者所计算得出的基坑破坏剪切滑移带基本一致，如图19、20所示。

第一步开挖结束后土体的位移图示：

图1Abaqus水平位移（1.41mm）

图2Plaxis水平位移图（1.41mm）

图3Abaqus垂直位移（7.62mm）

图4Plaxis垂直位移图（7.61mm）

图5Abaqus总位移（7.62mm）

图6Plaxis总位移图（7.61mm）

图7plaxis塑性点（由图可见，该阶段土体中尚未出现莫尔库仑塑性点）

图8plaxis应变增量阴影图

图9abaqus等效塑性应变图

（该图说明abaqus计算得到的第一步开挖结束后没有出现塑性区）

第二步开挖结束后土体的位移图示：

图10abaqus水平位移图（4.14mm）

图11Plaxis水平位移图（4.29mm）

（以上两个图比较吻合，包括最大值的大小，以及坑壁上出现塑性区的大致位置。

图注括号中的数字为相应位移的最大值）

图12abaqus垂直位移图（19.9mm）

图13Plaxis垂直位移图（19.87mm）

（abaqus与plaxis所计算的竖向位移最大值均出现在基坑隆起的地方，而且位移大小值也一致）

图14abaqus总位移图（19.9mm）

图15Plaxis总位移图（19.87mm）

（同垂直位移对应的注释。

Abaqus与plaxis所计算的总位移最大值均发生在基坑隆起的地方）

图16plaxis塑性点

图17plaxis应变增量

图18abaqus等效塑性应变

（二者计算所得塑性点出现的位置一致）

图19plaxis中最后一个开挖步对应的水平位移图示

图20plaxis中最后一个开挖步对应的水平位移图示

（二者计算所得破坏趋势一致）