修正莫尔库伦本构参数敏感性分析及模型调试大 法

朋友们，听到大家抱怨基坑工程的仿真计算结果都是隆起，听的太多了，今天吐血测试了在做基坑开挖分析时，使用的MMC本构的各参数的敏感性，同时可以顺带解决大家在调试模型时候的难题。请看正文~~

NO.24 修正M-C本构参数敏感性及基坑开挖类模型调试~

设定一个简单的纯开挖，无支护的无水基坑模型，以便排除其它可能因素对参数计算结果的影响。土体材料模型选择修正莫尔库伦本构，测试暂不考虑剪切硬化和压缩硬化，测试过程不再赘述，对比计算设置为：

测点位置分别为：地表沉降取坑周一定距离的节点，坑底隆起取基坑底部中心位置，水平位移取基坑侧腰中点位置。

各参数变化带来的计算结果为：

看不清对不对？看不清没关系，就没打算让你看清~~

整理成图表：

可见对地表沉降结果影响的参数影响敏感性从高到低依次是：泊松比＞土体内摩擦角phi＞土体粘聚力c＞应力相关幂指数＞E50＞Eur，没有任何影响的是饱和重度，E0和孔隙率。

可见对坑底隆起结果影响的参数影响敏感性从高到低依次是：Eur＞泊松比＞天然重度＞土体内摩擦角phi＞应力相关幂指数＞土体粘聚力c＞E50，没有任何影响的是饱和重度，E0和孔隙率。

对水平位移的影响，泊松比简直一枝独秀，没有任何影响的是饱和重度，E0和孔隙率。其它几个参数的影响跟泊松比相比，微乎其微。

从以上三张图来看，Eur仍然是对隆起结果影响最敏感的参数，但是泊松比在分析中起到了不容忽视的作用。为什么呢？

因为在我们常规进行的分析中，计算水平土压力的侧压力系数是由泊松比求得的：

K=v/(1-v)

所以泊松比决定了水平土压力的大小。对基坑工程来说，坑周出现沉降槽最重要的原因是，基坑支护结构向着坑内发生水平位移，也即我们常说的“鼓肚子”现象。而决定水平位移的恰恰是水平土压力，幕后真凶就是这个泊松比了。

所以，关于修正MMC参数的敏感性，给出以下两个结论：

1）综合上述测试和分析过程，再来看结果，虽然卸载模量Eur仍旧是决定基坑底隆起的最重要因素，但是由于基坑的周围地表是沉降还是隆起的最重要因素却是泊松比。所以关于坑底隆起过大的问题，在调试模型时，应该关注的参数是卸载模量，而对于坑周地表的隆起，应该关注的参数是泊松比。

2）基坑分析使用MMC本构时，参数饱和重度、E0和孔隙率对计算结果无影响。在无水的模型中，饱和重度这个参数没啥作用大家都已经知道了。那么E0呢~E0为啥没用~其实E0也是非常重要的一个参数，但是该参数是在设置了本构的Cap Failure，也即帽屈服硬化的时候，考虑“压缩屈服”时才会调用的。至于孔隙率，ummm，盲猜是考虑压缩硬化时使用的，因为压缩硬化的高级参数中，存在于孔隙率相关的参数：

3）虽然参数的敏感度及对结果的影响已经明确，但是，整体结果还是由“参数组”来决定的。但推文所述的测试中，并为提及参数组合的影响。有些参数组合对结果的影响还是很直接的，比如，桩界面单元的计算结果，桩身的内力结果是由土体的剪切模量和桩界面材料的剪切刚度模量的比值来决定的

结论有了，大家知道要调出自己想要的模型结果，应该重点关注哪些参数了吗？

验证一下~

还记得前面推送过（链接在这里：基坑隆起的模型调整）一个计算隆起的模型吗，对，就是下面这个变态↓↓

在当时的推文中，试了若干种办法去调结果，那么直接点，套用结论，修改模型中土体的泊松比0.3为0.38，重新计算，结果如下：

原模型附上，感兴趣的可以自行验证，下载链接：

链接：https://pan.baidu.com/s/1uSOeegUyZSXSrBykNyAA5g

提取码：2222

要强调一下，调参数需慎重，尊重事实，切忌设定好结果去反过来调模型。