深基坑工程三维m法分析中m值反分析方法研究

深基坑工程三维m法分析中m值反分析方法研究
摘要：本文首先对专门用于参数反演分析的计算软件Ucode进行了研究，探讨了其反分析的原理。以上海银行大厦工程为背景，将Ucode软件与Abaqus软件相结合，采用三维m法对该地区各土层的m值进行反分析。在反分析过程中着重探讨了用于对比的测点的选取对反分析结果的影响，对于存在问题的实测数据该如何进行修正。将反分析所得结果带入到模型中，计算的围护结构变形和实测数据能够很好的吻合。

关键字：基坑工程；m值；反分析；Ucode

1 引言

平面竖向弹性地基梁m法是一种应用于基坑支护结构分析的方法。它用土弹簧来模拟被动区土体抗力，不仅能够反映土体反力大小与位移的关系，又能模拟基坑的逐级开挖，而且参数选取简单，所以被广泛应用于基坑开挖过程的计算分析。但由于该方法采用二维模型，而且作了过多的简化，因此不能反映实际结构的空间受力和变形性状。三维m法[1]继承了竖向弹性地基梁m法的原理，同时建立基坑支护结构的三维计算模型并采用有限元方法来分析结构的内力和变形。同平面竖向弹性地基梁法一样，该方法的主要问题是m值的选取具有很大的随机性和不确定性，而规范中对于m值也是只给出了一个相对较大的经验取值范围。针对以上问题，很多专家学者都尝试了用反分析的方法对m值的选取进行分析研究。龚晓南，冯俊福等[2]曾用反分析的方法研究过杭州地区典型土层的m值，并给出了当地的建议取值。Ucode软件是一款专门应用于计算参数反分析的软件。它的特点是可以和多种有限元软件相结合，根据现场实测数据对非线性问题中的参数进行很好的修正。

本文以上海银行大厦工程为背景，将Ucode软件与Abaqus有限元软件相结合，采用三维m法来模拟基坑支护结构，对土层参数m值进行反演分析。在此过程中，着重研究了Ucode软件进行参数反分析的原理，以及如何选取合适的现场实测数据进行反分析才能获得更为真实的m值。

2Ucode软件反分析原理

2.1 Ucode软件简介

针对三维m法中m值的反演分析，本文主要采用Ucode软件对各土层的m值进行反分析优化。Ucode软件[3]由US Army Corps of Engineers Waterways Experiment Station和International Ground Water Modeling Center共同开发。它的主要功能是可以与各种分析软件相结合对非线性问题中的计算参数进行反演分