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1、3.5 计算模型计算模型见图3-3图3-5, X轴为水平方向，Y轴为竖直方向。本模型采用 实体单元模拟土体、桩、筏板，其中素混凝土桩长5m,筏板厚2m,筏板嵌入土 层0.4m。模型中共有12730个网格点，12542个实体单元。图 3-3 计算模型图图 3-4 开挖完后模型图图 3-5 筏板、桩、空洞模型图3.5 模拟计算工况计算过程先对计算域进行初始应力场平衡计算，然后模拟计算地基开挖过 程，最后模拟地基土的加固，并施加竖向荷载。计算分析地基中存在空洞时上层土层开挖后产生的卸荷回弹，以及采用筏板 及置换桩加固并施加压力后土层的沉降量4 计算结果及分析为便于分析空洞部位的位移应力，对模型中的
2、4 个空洞进行编号，见图 4-1。计算结果中竖向位移向上为正，向下为负；应力以拉为正，压为负。图 4-1 空洞示意图4.1 地基中不存在空洞上层土层开挖后的竖向位移分布见图 4-2，由图可知，地基开挖完后在开挖 面产生较大的反弹，最大回弹位移为17.8cm。在空洞附近，回弹量比相同高程 土层要大，且最大回弹位移均发生在空洞上表面， 4 个空洞四周的回弹位移极值 见表 4-1，其中1#空洞虽然埋深较深，但由于其尺寸较大，其最大回弹量与埋深 较浅的 2#空洞、3#空洞接近， 4#空洞则由于埋深较深，且尺寸较小，其最大回 弹量也相当较小。表 4-1 地基开挖后空洞四周位移极值统计空洞最大位移（cm）
3、最小位移（cm）1#空洞14.110.32#空洞14.112.23#空洞14.312.54#空洞13.211.8FLAC3D 3.00Step 44264 Model Perspective22:45:30 Sun Jun 12 2011Job Title:开挖第1步View Title: kaiwa基坑竖直位移应力分布图（m）Center:Rotation:X: 2.290e+001X:90.000Y: -2.500e+001Y:0.000Z: -2.000e-001Z:0.000Dist: 7.141e+002 Mag.: 5Ang.: 22.500Contour of Y-Displac
4、ementMagfac = 0.000e+000I 0.0000e+000 to 2.0000e-002I 2.0000e-002to 4.0000e-002I 4.0000e-002to 6.0000e-002I 6.0000e-002to 8.0000e-002| 8.0000e-002to 1.0000e-001 1.0000e-001to 1.2000e-001 1.2000e-001 to 1.4000e-001 1.4000e-001to 1.6000e-001 1.6000e-001 to 1.7854e-001Interval = 2.0e-002AxesPos: ( 0.00
5、0. -9.400. 0.000)Linestyle Itasca Consulting Group. Inc. Minneapolis. MN USA图 4-2 地基开挖完后竖向位移分布云图采用混凝土桩加固，并在筏板上施加荷载后地基位移变化量分布见图 4-3。 由图可知，地基加固后并施加荷载后地基土产生了一定的沉降量，在场地中央的 最大沉降量为3.8cm。空洞上表面的沉降量比相同高程的土层大，下表面的沉降 量则比相同高程的土层小，空洞最大沉降量均发生在上表面，最小沉降量均发生 在下表面，空洞四周的位移极值统计见表 4-2， 1#空洞尽管其尺寸相对较大，但 由于其位于场地边缘，且埋深较深，施加
6、荷载后位移相对较小；尺寸及埋深接近 的 2#、3#空洞沉降量基本一致；4#空洞虽然埋深较深且尺寸较小，但由于其更 接近作用力中心，故产生的沉降量与埋深较浅的 2#、3#空洞基本一致。表 4-2 施加荷载后空洞四周位移增量极值统计空洞最大位移（cm）最小位移（cm）1#空洞-2.8-1.92#空洞-3.1-2.73#空洞-3.3-2.94#空洞-3.2-2.8FLAC3D 3.00Step 77646 Model Perspective 06:17:56 Mon Jun 13 2011Job Title:加固View Title:荷载-ydisp(m)Center:Rotation:X: 2.2
7、90e+001X: 90.000Y: -2.500e+001Y： 0.000Z: -2.000e-001Z： 0.000Dist: 7.141e+002Mag.:5Ang.: 22.500Contour of Y-DisplacementMagfac = 0.000e+000 -3.8172e-002to -3.5000e-002 -3.500Qe-002 to -3.000Qe-002 -3.0000e-002 to -2.5000e-002.-2.5000e-002 to -2.0000e-002 | -2.000Qe-002 to -1.500Qe-002 _ -1.5000e-002
8、to -1.0000e-002 _ -1.000Qe-002 to -5.000Qe-003 _ -5.0000e-003 to 0.0000e+000 0.0000e+000 to 0.0000e+000Interval = 5.0e-003AxesPos: ( 0.000. -9.400. 0.000)Linestyle Itasca Consulting Group. Inc. Minneapolis. MN USA图 4-3 地基加固及施加荷载后竖向位移变化量分布云图4.2 应力计算成果及分析采用混凝土桩加固，并在筏板上施加荷载后地基土的最大主应力及最小主应 力分布云图见图 4-3、图
9、 4-4。由图可知，施加荷载后最大主应力发生在筏板中 央，最大值约为-1.27MPa ；最小主应力则发生在筏板与土体的接触面，最小值约 为0.65MPa。空洞附近有应力集中现象。FLAC3D 3.00Step 77646 Model Perspective 07:29:47 Mon Jun 13 2011Center:Rotation:X: 2.290e+001X: 90.000Y:-1.800e+001Y： 0.000Z: -2.00Qe-001Z： 0.000Dist: 7.141e+002Mag.:5Ang.: 22.500图 4-3 地基加固及施加荷载后最大主应力分布云图FLAC3D 3.00Step 77646 Model Perspective 07:29:35 Mon Jun 13 2011Center:Rotation:X: 2.290e+001X: 90.000Y:-1.800e+001Y： 0.000Z: -2.000e-001Z： 0.000Dist: 7.141e+002Mag.:5Ang.: 22.500图 4-4 地基加固及施加荷载后最小主应力分布云图
