月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Nov., 2006
基坑支护结构弹塑性计算方法与
m
法的对比分析
朱碧堂，杨 敏
(同济大学地下建筑与工程系，上海 200092)
摘 要
：在围护结构的分析和设计中，常规采用弹性支点
m
法进行围护结构变形分析，但
m
法只能进行围护结构的变
形分析，不能进行稳定分析。笔者曾推导了基于土体极限抗力分布
(
由
N
p
，
α
p
和
n
三参数描述
)
的竖向
Winkler
地基梁
m
法和基于土体极限抗力的弹塑性方法简
述基础上，结合一个单支撑围护结构事例，对两种方法进行了分析比较。结果表明：①极限抗力弹塑性方法能够同时
考虑围护结构的弹塑性变形和稳定分析，给出围护结构的最小嵌入深度
L
min
，而
m
法仅能进行变形分析；②两种方法
均存在最优嵌入深度
L
opt
；当嵌入深度
L
≥
L
opt
，两种方法均可用于围护结构的分析和设计。
关键词
：围护结构；
m
法；极限抗力；弹塑性分析
中图分类 ：
TU472
文献标识码：
A
文章编 ：
1000
–
4548(2006)S0
–
1387
–
08
：朱碧堂(
1974
–
)，男，湖北郧西人，博士，讲师，主要从事桩基础、结构物与土相互作用的教学与研究。
Comparison between elastoplastic method and
m
-method for retaining structures
ZHU Bi-tang
，
YANG Min
(Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China)
Abstract:
For the design of retaining structures, elastic methods, such as
m
-method of a beam on Winkler foundation, are
commonly used in practice. As a result, however, evaluations of deflection and stability of the retaining structures are irrelevant.
To avoid this pitfall, an elastoplastic method was presented based on a generalized ultimate soil resistance with three parameters
of
N
p
,
α
p
,
n
. The two methods were summarized and compared in combination with an assumed case study of a single propped
retaining structure. It demonstrates that:
①
The elasto-plastic method can predict the elasto-plastic deflection and the stability
of retaining structures as well as the minimum embedment length
L
min
;
②
An optimum embedment length
L
opt
exists for both
m
-method and the elasto-plastic method; While embedment length
L
≥
L
opt
, both of them can be soundly used to analyze and
design retaining structures.
Key words
: retaining structures;
m
-method; ultimate soil resistance; elastic-plastic analysis
0 引 言
计。这类结构主要由用于围护垂直岩土坡的围护桩或
墙及支撑或锚杆等组成，
如图
1
所示。
对于这类围护结
构，一般可简化为受侧向土压力作用的竖向地基梁结
构，常用的分析方法有等值梁法和弹性地基梁法。目
前在工程设计中，如国家行业标准《建筑基坑围护技
术规程》
和上海市标准
《基坑工程设计规程》
，
普遍采
用弹性支点
m
法进行围护结构变形分析。文献
[1]
给出
了弹性支点
m
法的有限元实现过程，并编制和开发了
相应的计算软件——同济启明星深基坑支挡结构分析
计算软件
FRWS v4.0
。采用该软件，文献
[2]
对围护结
构变形的变形性状和影响因素进行了分析和讨论。
采用弹性方法分析围护结构的性状时，往往需要
限定围护结构坑面处的允许位移
(如
10 mm
)
，
使围护
结构的变形性状主要位于弹性范围内。然而，大量分
析表明：水平受荷地基梁结构即使在较小的荷载水平
下，
地面附近的土体也出现较大的应变和应力
[3-4]
而发
生屈服，从而达到土体极限抗力
[5-7]
。因此，采用弹性
模型很难同时准确预测围护结构的变形和弯矩
[6, 8]
。
并
且，在实际工程中，围护结构在开挖面处产生的变形
往往远比
10 mm
大。文献
[9]
采用统一土体极限抗力分
布
(由
N
p
，
α
p
和
n
三参数描述)
与被动土压力相结合的
模式，推导了围护结构变形和稳定分析的弹塑性解答
(下称极限抗力法)
，并编制了基于
Excel 2003
的数据
表格分析程序
FDWALL v1.0
，并采用该程序，对悬臂
围护结构、单锚撑和二道或多道锚撑围护系统的变形
和稳定特性进行了讨论，重点研究了围护结构的变形
和弯矩分布性态。
相关资源：连续梁的弯矩计算软件V1.0绿色版_连续梁-其它代码类资源-CSDN文库
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