基坑工程一直存在着经济与安全的问题,其根本原因是由它在整个基础工程中所起的特殊作用决定的,目前有许多业内人士在做这方面的工作,并提出了很多有意义的模拟及优化设计方法。本文分析了基坑工程的发展与研究现状,提出并解决了基坑有限元模拟中存在的一些问题,在此基础上,基于大型有限元计算程序ADINA对无支护下基坑边坡和基坑支护结构体系得受力及变形进行了分析研究,并对支护结构的优化设计给出有意义的建议。 本文结合工程实例,运用大型有限元计算软件ADINA,建立了基坑开挖过程的三维模型,分析了基坑开挖过程中无支护开挖和支护开挖两种工况下基坑侧边长度方向和深度方向基坑壁变形分布规律;初步探讨了支护结构单元的协同作用以及土与支护结构的相互作用问题。研究结果表明,基坑开挖与支护是一个与基坑周围土体及支护结构性质密切相关的复杂的三维空间问题。基坑开挖与支护过程中土体、支护结构的空间作用效应以及两者的空间协同作用对于基坑性状的影响是显著的;同时,也验证了ADINA有限元分析软件是基坑工程分析的一个强大工具,在岩土工程问题分析中具有广泛的应用前景。 基于ADINA有限元分析软件对工程实例建立二维模型,对锚杆的参数变化对基坑稳定性的影响进行了分析,对基坑工程中支护放置位置给出了优化设计。文中在其余参数不变的情况下,改变锚杆的长度、倾角、位置以及排距分别编制二维有限元开挖程序,结果比较明显,长度以及排距直接影响基坑开挖的水平最大位移,而倾角则存在一个最佳范围,锚杆位置也不宜过高或过低,这也为今后的基坑设计和施工提供了一些比较有价值的参考数据。