摩纳哥深层挖掘的三维有限元分析
摩纳哥的奥德翁塔项目非常突出，不仅因其高度160米（摩纳哥最高建筑）以及挖掘深度，计划达到约70米。TERRASOL负责土壤测试、地基等地质工程咨询，主要负责三维有限元模型的实施，以显著分析挖掘对周边建筑的影响。
»Odeon项目包括建造一座高层建筑
（160米）位于摩纳哥，约为
10层地下室，位于陡坡山坡上（130 NGM至67.5 NGM）。地面高度假设为67 NGM。围绕发掘建造的挡土结构如下：
一堵15米高的微桩墙（从114 NGM到约94 NGM）;
一堵20米高的桩墙（从94 NGM到约74 NGM）;
一堵深38米的隔膜墙，用于地下室发掘，深度从74 NGM到约36NGM。
发掘周围已有几座建筑，其中一座是位于隔膜墙附近的一所中学，与较旧的挡土结构（锚固墙）相关。
我们的工作目标是确定中学周围各种挡土墙的水平和垂直位移（学校现有的锚固墙和可变高度（26米至14米，最大100 NGM至最小74 NGM），由喷射混凝土和钢筋混凝土制成;一堵微桩墙，由4根微桩（Ø 280毫米）组成，高约9米（从87 NGM到最小78 NGM），由喷射混凝土制成;
装载 | unsat （kN/m3） | E（kPa） | | c'（kPa） | (º) | (º) |
碎石坡 | 20 | 0.101E6 | 0.30 | 10 | 30 | 0 |
MCM | 24 | 1.218E6 | 0.30 | 30 | 32 | 0 |
石灰岩 | 24 | 1.600E6 | 0.30 | 70 | 38 | 0 |
48米深的隔膜壁（从74 NGM到
卸载 | unsat （kN/m3） | E（kPa） | | c'（kPa） | (º) | (º) |
碎石坡 | 20 | 0.111E6 | 0.43 | 10 | 30 | 0 |
MCM | 24 | 1.336E6 | 0.43 | 30 | 32 | 0 |
石灰岩 | 24 | 1.816E6 | 0.30 | 70 | 38 | 0 |
26.4 NGM），在地下结构筏下方嵌入10米深。
这些挡土结构包括桩、微桩、喷射混凝土和钢筋混凝土，以及具有不同倾角的预应力锚固。
此外，塔楼地下室的地板在发掘过程中完成，厚度从73 NGM到36.8 NGM。
施工期间新建的挡土墙）以及描述学校结构的整体表现。此计算使用了PLAXIS 3D 2010。
地下建设
我们的计算主要基于本地模型（仅占整个项目的一部分），包括在中学附近新建的各种挡土结构。因此，我们将模型限制在新挡土墙的邻近区域，包括现有墙和新墙、中学以及部分挖掘坑。
初步应力计算时考虑了中学和挖掘处的土壤，未对其他现有建筑进行建模。位于山坡上的土壤
之后为缩短计算时间，挖掘工作被关闭（参见图1）。
岩土特征
施工现场遇到的三层土壤层分别是：覆盖在泥灰岩上的表层冲积层和含钙泥岩，
模型下坡有一层本地石灰岩。所有这些层都是倾斜的。
鉴于不同层的复杂性，定义28个钻孔对于完整描述土壤模型是必要的。我们对所有土层都采用了莫尔-库仑模型：由于之前的发掘模型是用莫尔-库仑模型实现的，该模型在处理岩石时可接受，我们持续使用它以实现
比较两个模型的结果。土壤性质详见表1。
结构要素
该模型包括现有的保留结构，包括：
与中学相关的旧16米高锚固墙（从87 NGM到71 NGM）由钢筋混凝土建成;
学校上方现有梯田的T形钢筋混凝土墙;
模型还包括新挡土结构的墙体，这些结构包括：
一堵由10根桩组成的堆墙（Ø 1000 mm）
在构建模型时，需要进行一些结构简化。以下三个主要的简化方式：
主要的简化是，我们的模型中只引入了部分发掘。为了考虑与其他部分的相互作用，在挖掘中心定义了一个零规定位移的表面，仅有
挖掘区南半部及地板进行了建模（采用项目对称性）。
中学的建筑结构未被建模，仅考虑建筑载荷。此外，基础（桩）还有
初中部未被建模，但建筑载荷作用于桩尖水平（64 NGM）。
中学（M1）现有的墙体由一面固定墙体组成。只有放置在挖掘附近（大约）的锚点
30米）被建模。距离挖掘坑最远的墙体部分（对工程影响不大）由一块标有指定位移的板材建模。
摩纳哥深层挖掘的三维有限元分析
挖掘区内共13层，15根桩和140个锚。
结构构件的材料性质见表2至表4。
模型和网格属性
最终模型尺寸如下：
东西长165米;
南北宽130米;
水平从130 NGM到10 NGM。
它包含约137,700个元素，平均尺寸为5米，节点数约为198,740个（参见图4）。
载荷与边界条件
初始应力
应力初始化在初始计算阶段进行，利用重力载荷，所有土壤簇均激活。
下一阶段，一旦达到初始应力状态，位于开挖点上方和北侧的土壤被停用，以便进行分阶段施工计算。
施加过载
在学校桩基部施加150 kPa的结构过载（64 NGM），这相当于由底层和9层组成的建筑每层分布载荷为15 kPa（参见图5）。
液压条件
我们考虑了本计算中排水管位于挡土结构后方：因此水位被假设低于结构，因此未纳入当前模型。
边界条件：位移
在初始阶段，边界条件为Plaxis标准边界条件：
yz边界沿x轴方向的规定位移为零;
xz边界沿y轴方向的规定位移为零;
模型底座上x、y、z轴的规定位移为零。
在计算过程中，在移除位于上坡和北方的土壤群落后，
开挖，定义了规定位移的额外表面：
东西向规划中将中学位置设在上坡，沿纵轴方向零规定的移动，以保留校园;
在挖掘上坡的南北平面上，沿x轴方向的规定位移为零，以保留待发掘的地基;
平面朝北的x、y、z轴上规定位移为零
东西向，位于发掘中心，强化对称性条件。
分阶段建设
为了模拟整个施工过程，
共需43个计算阶段：初始阶段（0）计算初始应力，阶段1用于失活部分土壤团簇，之后每个挖掘阶段进行两个计算阶段（一次失活挖掘地基，一次激活挡土结构）。
主要结果
整个项目持续了两个月。我们花了7周时间建立最终模型并定义所有计算阶段，剩下2周
完成计算，并用一周时间分析模型结果。鉴于元素数量和计算阶段繁多，整个计算过程耗时近12小时。
现在的模拟。图6展示了模型的全局视图，包含总位移。
结论
与前一型号的最终结果相比，排量相似。这表明对该本地模型所做的简化包括
可以接受。PLAXIS结果还显示，这些结构的总排水量是可接受的：根据计算，新的挡土结构设计得很安全。这些结果将在施工过程中用于检查原位排水量是否超过最大计算值。
该项目需要一个几何复杂度高且需多个计算阶段的三维模型。不过，模型构建相对容易（考虑到需要建模的各种结构元素）：一旦熟悉了所有PLAXIS 3D命令，尤其是创建选件的副本，定义各种结构元素就变得相当快。
由于模型复杂，最耗时的作是与网格生成相关的作。
最终结果非常令人满意，我们对使用 PLAXIS 3D 2010 的结论非常积极。使用命令行功能被证明是非常有用的工具：没有它，我们无法像之前那样快速完成完整的网格和计算。
得益于输出工具（多显示选项和仅选择部分结构的能力），后处理位移和载荷的效果相当迅速。
