软土基坑开挖对上部历史建筑影响的三维力学分析

顾正瑞; 徐中华; 王卫东; 胡耘

doi:10.3724/j.gyjzG25052401

软土基坑开挖对上部历史建筑影响的三维力学分析

doi: 10.3724/j.gyjzG25052401

顾正瑞^1,2,
徐中华^1,2,
王卫东^2,3,
胡耘^1,2

1. 华东建筑设计研究院有限公司, 上海 200011;
2. 上海基坑工程环境安全控制工程技术研究中心, 上海 200011;
3. 华东建筑集团股份有限公司, 上海 200011

基金项目:

上海市科委课题项目（22DZ1203700）。

详细信息

作者简介:
顾正瑞，硕士研究生，工程师，主要从事基坑工程与地下工程的设计与研究。电子信箱：guzhengrui8876@163.com

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出版历程
- 收稿日期: 2025-05-24
- 网络出版日期: 2025-09-12

3D FEM Analysis of Excavation-Induced Effects on an Overlying Heritage Structure in Soft Soil

1. East China Architecture Design & Research Institute Co., Ltd., Shanghai 200011, China;
2. Shanghai Engineering Research Center of Safety Control for Facilities Adjacent to Deep Excavations, Shanghai 200011, China;
3. Arcplus Group PLC, Shanghai 200011, China

摘要

摘要: 上海黄浦区160街坊改造项目涉及在历史建筑下方开发地下空间，创新性地利用基坑的首道支撑作为历史建筑平移平台并与基坑开挖同步地往复平移，成功实现在基坑正上方保留历史建筑的情况下完成基坑开挖和地下结构建造。建立考虑土与基坑支护结构及地上历史建筑共同作用的复杂三维有限元模型，采用能考虑土的小应变特性的HS-Small高级本构模型并确定合理的计算参数，对历史建筑下方基坑开挖进行全过程模拟，通过对比基坑变形计算值和实测值验证分析方法的合理性。在此基础上，系统分析基坑开挖对上部保留历史建筑物的影响，结果表明，建筑物的变形和受力可控，安全得到了保障，也说明基于小应变本构模型的三维分析能较好地评价地下空间开发对上部建筑物的影响。
- 既有建筑下地下空间开发 /
- 历史建筑 /
- 基坑 /
- 平移 /
- 三维有限元
Abstract: The Shanghai Huangpu District 160 Neighborhood Reconstruction Project involved the development of underground space beneath a historical building. It innovatively used the first support of the foundation pit as a translation platform for the historical building， with reciprocating lateral movement synchronized to the foundation pit excavation. It successfully realized the completion of foundation pit excavation while preserving the historical building directly above it. A complex three-dimensional finite element model was established， considering the interaction among the soil， foundation pit supporting structure， and the building. The HS-Small advanced constitutive model considering the small strain characteristics of soil was adopted， and reasonable calculation parameters were determined. A full-process simulation of foundation pit excavation beneath the historical building was carried out. The rationality of the analytical method was verified by comparing the calculated and measured values of foundation pit deformation. On this basis， the impact of foundation pit excavation on the overlying historical building was analyzed. The results showed that the deformation and stress of the building were controllable， ensuring its safety. It also demonstrated that a three-dimensional analysis based on the small-strain constitutive model could effectively evaluate the impact of deep excavation on the overlying building.
- underground space development beneath existing buildings /
- historic building /
- foundation pit /
- lateral movement /
- 3D finite element

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