深基坑开挖对周围地下管线影响的研究,是基坑工程中的重要课题。本文在前人研究的基础上,考虑了基坑围护结构、土体与地下管线变形的耦合作用,采用有限元软件ANSYS对这一问题进行了三维有限元分析,主要有以下内容:(1)介绍了各种有限元理论的特点,着重阐述了用于分析此课题的三维有限元模型的关键技术、单元类型等。(2)运用大型通用有限元软件ANSYS建立了基坑围护结构、土体和地下管线为一体的三维有限元模型。土体采用8节点的实体SOLID45单元;地下管线和地下连续墙均采用4节点的壳单元SHELL63模拟;围护结构与土体之间采用了无厚度的摩擦单元;土体按土质分层处理,且考虑分步开挖。(3)采用上述模型分别分析两种常用基坑——悬臂式和内撑式基坑开挖引起地下管线变形的影响因素。首先以悬臂式基坑中的地下管线进行分析,着重研究了距离基坑远近、埋深、管材种类、下卧层土质、管线周围土体的土质以及基坑尺寸对地下管线的影响;然后分析了内撑式基坑开挖对地下管线的影响,重点考虑了基坑分步开挖、埋深、距离基坑远近及支撑刚度的影响因素。(4)采用有限元软件ANSYS对深基坑开挖时周围同一位置处,地下管线的变形与无管线时土体的变形作了对比分析,分别考虑了在距基坑边不同距离处、不同深度处以及不同管材的对比。得出管线的变形曲线形式,与无管线时该位置土体变形的曲线形式基本一致。(5)最后采用上述模型对工程实例进行了三维有限元的分析,计算出地下管线的变形,结果表明与实测结果基本吻合。