基坑開挖數值分析中的一個關鍵問題是選取一個合適的土體本構模型。而通過對基坑開挖過程中土體的主要應力變化路徑進行分析，發現模擬開挖條件下的土體本構模型應能合理考慮土體變形特性的應力路徑相關性和壓硬性。Hardening Soil Model 採用了不同的加荷與卸荷模量，能夠反映土體應力路徑的影響，且考慮了土體模量的應力水平相關性，能預測得到較合理的坑壁側移、地表沉降以及支護結構的內力，因而建議採用Hardening Soil Model進行基坑開挖數值模擬分析。
Hardening Soil Model 介紹
Hardening Soil Model (HSM)是Schanz等提出的一種以塑性理論爲基礎的雙屈服面模型。該模型的應力-應變關係採取了Kondner等建議的雙曲線形式，如圖1所示。塑性部分採取了各向同性的硬化準則，可同時考慮剪切硬化和壓縮硬化，該模型採用了 Mohr-Coulomb 準則來描述土體的破壞行爲。
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圖1 標準排水三軸試驗的應力-應變關係 |
模擬結果與監測數據對比
得到基坑圍護結構等的實測值和模擬結果後，可繪出圍護結構等實測值與計算值隨深度的比較圖，將兩種不同模型的數值模擬結果與實測值的對比分析，如圖2所示：
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圖2 基坑開挖後的位移雲圖 |
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圖3 兩種模型的模擬結果與實測值的對比分析圖 |
由圍護結構實測和數值模擬結果比較圖可以看出，HS模型模擬的結果與MC模型的模擬結果相比，其精確性要明顯優於MC模型，由此論證了HS模型模擬基坑開挖問題的實用性與精確性。
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