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土岩组合地区深基坑内支撑支护体系数值分析
摘要
土岩组合地区的深基坑支护设计一直是工程界的难点问题之一。本文通过数值方法对土岩组合地区深基坑内支撑支护体系进行了分析，研究了不同地质条件下的支撑支护体系，探讨了其力学行为和稳定性。首先介绍了深基坑的概念以及研究背景，随后详细介绍了数值模型的建立方法，模拟了不同地质条件下的支护体系，分析了各种支撑方式的优缺点，最后对研究结果进行了总结和讨论。
关键词：深基坑；支护体系；数值模拟；土岩组合地区；稳定性
Abstract
Thedesignofdeepexcavationsupportinthesoil-rockmixedareahasalwaysbeenoneofthedifficultproblemsintheengineeringfield.Inthispaper,thenumericalmethodisusedtoanalyzethesupportandsupportsysteminthedeepfoundationpitofthesoil-rockmixedarea,andstudythemechanicalbehaviorandstabilityunderdifferentgeologicalconditions.Firstly,theconceptandresearchbackgroundofdeepfoundationpitareintroduced.Then,themethodofestablishinganumericalmodelisdescribedindetail,andthesupportsystemunderdifferentgeologicalconditionsissimulatedandanalyzedindetail.Theadvantagesanddisadvantagesofvarioussupportmethodsareanalyzed.Finally,theresearchresultsaresummarizedanddiscussed.
Keywords：deepfoundationpit；supportsystem；numericalsimulation；soil-rockmixedarea；stability
1.引言
随着城市化进程的加快，越来越多的高层建筑、地下车库等建筑结构需要深入地下，而深基坑的支撑设计及施工一直是工程界的难点问题之一。土岩组合地区特别是中西部地区常常出现在深基坑支护中，由于地貌、水土条件等地理因素的影响，土岩相互交错分布，不同层位中的土粒、砂石、石块有不同的含量和分布，难以精确掌握其力学特性，也增加了深基坑支护的难度。因此，对深基坑内支撑支护体系进行研究是必不可少的。
2.数值模拟方法
本文采用有限元分析软件进行分析，通过将深基坑和支护体系分别离散化为有限元网格，建立三维数值模型，模拟承受不同工况的支撑支护体系，通过计算深基坑内的应力和变形状态，分析支撑支护体系的力学行为和稳定性。
3.不同地质条件下的支护体系
3.1岩土层交替
在岩土交替地层中，较硬的岩石层通常被称为“硬层”，使用刚性支撑体系时，对刚性支撑杆所处的岩石层有较高的要求。因此，采用伸缩性支护是一种更为合适的选择，能够适应不同的围压状态，保证支撑杆与围岩的紧密性。
3.2不稳定的土层
土层稳定性较差，通常采用锚杆与锚筋结合的支撑体系，锚杆对土壤形成水平拉力，锚筋为土体提供纵向支持，以避免由于土层失稳引起的支撑体失效。另外，由于土层的不稳定性可能引起分层滑动或剥落，通常需要在地基开挖后，将土壤按层次分开或者用钢板进行严密封闭，从而降低土层变形和失稳的风险。
3.3饱和土层
在饱和状态下，土层的稳定性较低，常常采用锚杆与喷射浆体相结合的支护体系，锚杆对土体形成水平拉力，而喷射浆体则能增加土层的强度和稳定性。
4.支撑方式的优缺点
4.1刚性支护
使用刚性支护杆作为支护体系，能够有效地控制土体变形，但此种支护方式对支护杆所处的围岩质地要求较高。
4.2伸缩性支护
伸缩性支护通过适应不同的围压状态，保证支护杆与围岩的紧密性，是一种适用于岩土交替地层的支撑方式。
4.3锚杆支护
锚杆支护可有效地对抗土体形成的水平收缩力，可避免由于土体失稳引起的支护体失效。
4.4锚杆与喷射浆体相结合
锚杆与喷射浆体相结合的支护方式，既能对抗土体形成的水平收缩力，又能增加土层的强度和稳定性，适用于土层饱和的情况。
5.结论
基于上述分析，我们可以得出以下结论：
1.在利用数值方法进行深基坑支撑体系探究时，建立合理的三维模型十分必要。
2.在土岩组合地区实施深基坑支撑设计时，需要根据实际工程情况选择不同的支撑方式。
3.不同的支护方式在应对不同的地质条件和工程需求时，各有优缺