随着城市地下空间向大规模、一体化方向发展，基坑工程所处环境日趋复杂。传统的经验设计及基于典型断面的二维有限元分析难以准确反映逆作法施工中土体与结构之间，以及与相邻结构之间的复杂空间耦合作用。本文以某实际工程为例，建立精细化三维有限元模型，重点分析逆作法区域与相邻顺作法施工区之间的相互影响与协同受力机制。本文验证了GFE在逆作法这类复杂施工力学分析中的适用性与有效性。
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模型概况
计算模型施工步动画如下所示：案例为某大型综合体工程基坑开挖及逆作法与顺作法耦合施工，计算模型规模较大，且涉及到材料非线性及几何非线性，计算模型复杂。计算模型尺寸为600m（长）x520m（宽）x110m（厚），其中计算模型节点数为680739，单元数为2380179。北侧区域为逆作法施工区域，南侧为顺作法施工区域。
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结果展示
逆作法与顺作法耦合施工动画如下所示。北侧逆作法区域施工早于南侧顺作法区域，在施工过程中，南侧基坑开挖影响着北侧结构的受力状态与变形。通过与实测数据的对比，可以研究三维应力状态复杂基坑动态施工变形效应时空演化机理。
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小结
本文开展了复杂基坑环境下的逆作法施工模拟仿真分析，准确反映逆作法施工中土体与结构之间，以及与相邻结构之间的复杂空间耦合作用。结果表明，该方法有效反映了复杂施工工况下结构的受力演变、变形分布及荷载传递路径等关键力学行为，能有效反映逆作区与相邻顺作区的变形协调机制、水平楼板作为支撑体系的应力分布特征，以及开挖过程中围护结构与土体的相互作用规律。本案例验证了GFE在逆作法施工模拟这类复杂非线性、多阶段施工力学分析中具有较好的适用性、有效性。
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公司简介
广州颖力科技有限公司由国家重大人才计划入选者李志山博士和曹胜涛博士创建。公司设立在清华珠三角研究院总部的孵化基地，为黄埔开发区的创业精英人才公司，并入选广州市“红棉计划”。
公司团队有20余年的大规模非线性分析软件的研发经验，一直致力于工业和工程领域高性能有限元分析软件的开发及推广应用，自主研发了高性能通用有限元分析软件GFE。在杜修力院士、赵密教授等专家的指导下，公司自主研发了地下结构动力分析模块GFE-SSA，全面支持我国地下结构抗震领域的科学研究及工程设计，填补了国内技术的空白。
GFE软件共包含有五大功能模块：数据接口、前处理、显式分析求解器、隐式分析求解器及后处理，其应用领域涵括了抗震分析、抗爆分析、环境振动、施工模拟、核电结构、桥梁结构、节点性能等各种工程领域，并涵括了智能设备跌落、汽车NVH及碰撞、特殊设备分析等各种工业领域。
GFE软件将CPU+GPU异构并行计算技术和有限元仿真分析方法结合，并在功能研发上综合考虑了国内工程、工业领域的实际应用需求，在保证计算精度的前提下，大幅提升了国内有限元分析软件的计算效率、非线性分析能力、易用性和专业性，其技术思路和软件效率在世界范围内处于领先地位，在工业制造领域、工程设计领域具有广阔的应用市场前景。
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