各向异性软土基坑抗隆起稳定分析

已有研究表明,不同软土沉积环境和应力历史不同,其各向异性规律也不相同。针对目前学术界常常采用统一规律来描述不同软土的各向异性特性的现象,基于空心圆柱扭剪仪(HCA)杭州软黏土试验结果,结合其他学者的常规强度试验结果,分析土体破坏的微观机理,通过分析总结和理论推导得到可以考虑土体特性的各向异性不排水抗剪强度理论公式。结合两种上限方法,并考虑破坏面上强度的折减(f u?(28)S?cos??),对软土基坑抗隆起稳定进行分析,探讨了两种上限方法的适用性,针对多个算例,分析了深宽比H/B、围护结构插入深度D、墙土界面摩擦特性等几何因素及土体有效内摩擦角??、各向异性强度比k及强度沿深度非均质变化的斜率?等强度参数的影响,最后结合工程实例,验证了公式的适用性。     

各向异性软土地基极限承载力计算

将土的各向异性不排水剪强度应用到滑移线场理论中,得出不等向团结(K_0固结)粘土地基极限承载力系数的理论解.对不同试验条件下的极限承载力系数及其与K_O或(?)(有效内摩擦角)的关系进行分析,得到一些有益的结果.通过模型试验的计算结果与实测值的比较,证明本文理论的合理性和有效性.理论分析及计算结果表明,对于K_0固结粘土,实践中通常使用的极限承载力系数N_(cu)=5.14,如不经修正是不适宜的.最后通过现场载荷试验和工程实例对本文方法和常规各向同性方法进行了比较分析.     

软土地区基坑坑底抗隆起稳定计算分析

基坑坑底抗隆起稳定性验算在软土地区基坑工程设计中位居核心地位,不仅关系到基坑的稳定及周边环境的安全,还影响基坑工程的造价。对基坑坑底抗隆起计算方法及适用条件进行梳理,结合工程实例,以极限平衡法中的圆弧滑动模式为基础,计算分析了围护墙插入比、最下道支撑的位置、坑内加固及基坑尺寸对坑底抗隆起稳定性的影响。结果表明增加围护墙插入比、减小最下道支撑与坑底的距离、增加坑底土体加固均能有效增加坑底抗隆起稳定性;对于基坑宽度较小的狭窄基坑应考虑空间约束效应,若以传统的圆弧滑动计算模式则过于保守,会造成较大浪费。     

基于强度折减法的圆形深基坑坑底抗隆起稳定性分析

用于一般形状基坑的坑底抗隆起稳定分析方法因不能考虑圆形基坑环向土体挤压作用而不适合于圆形基坑的分析。基于非线性有限元提出了轴对称条件下基坑坑底抗隆起稳定分析的强度折减方法。研究表明：圆形基坑强度折减到破坏时的滑裂面形状与一般形状基坑的滑裂面形状相似,但圆形基坑的滑裂面并不通过围护墙墙底,而是通过墙底下方的土体。采用平面轴对称有限元的强度折减法分析得到的坑底抗隆起稳定系数较平面应变有限元强度折减分析得到的稳定系数高得多。当开挖深度很小时,圆形基坑具有较大的坑底抗隆起稳定系数;但其值随着开挖深度的增大而逐渐减小。圆形基坑的坑底抗隆起稳定系数随着围护墙插入比的增大呈线性增加。最后采用基于平面轴对称有限元的强度折减法分析了上海世博500kV地下变电站圆形基坑的坑底抗隆起稳定性。     

软黏土地基土体抗剪强度若干问题

针对不少土力学教材和规范规程认为由 UU 试验得到的是饱和黏性土的抗剪强度指标,将黏性土不排水抗剪强度视为土的抗剪强度指标的错误概念,首先分析了土的抗剪强度和抗剪强度指标之间的区别,然后通过分析三轴固结不排水剪切试验和土的抗剪强度指标的测定,三轴不固结不排水剪切试验和土的不排水抗剪强度的测定,讨论了黏性土不排水抗剪强度和抗剪强度指标之间的区别。通过软黏土地基中土体的抗剪强度及测定方法的讨论,再次说明了黏性土不排水抗剪强度和抗剪强度指标之间的区别。最后提出岩土工程稳定分析四者相匹配原则。通过讨论分析,澄清了一些模糊概念,有利于提高岩土工程分析水平。     

不排水条件下抗剪强度空间变化边坡稳定性分析

在正常固结黏土或弱超固结黏土边坡稳定性分析中,常常假设不排水抗剪强度cu随深度线性增加,而在水平方向上保持不变。然而,由于应力环境、沉积条件和风化作用等因素的影响,不排水抗剪强度可能同时沿着水平向变化。研究了不排水强度随深度线性增加,且沿水平向变化的边坡稳定性。引入强度变化倾角i来描述水平向强度变化特征。基于极限分析上限定理,给出了破坏机构内外功率计算公式,并求得稳定系数表达式。利用编程优化求得稳定系数的最优解答。探讨了抗剪强度空间变化特性对边坡稳定性和临界滑动面的影响。研究表明,当边坡坡度较缓,倾角i对于边坡稳定性影响较为显著;随着倾角i的增大,滑面深度逐渐增加。本文解答对于开挖边坡设计及施工具有一定的指导价值。     

深基坑基底抗隆起稳定计算的一点补充

深基坑基底抗隆起稳定是基坑稳定和变形控制的重要指标。根据极限平衡原理，考虑坑底土体自重产生不平衡弯矩，分别以最下道支撑和坑底开挖面与围护结构的交点为滑动圆心，进行了公式推导，提出了一种新的基底抗隆起稳定计算方法，补充了一般计算方法的不足。同时进行了实际工程的应用，通过计算能够比较准确的判断基底抗隆稳定安全系数的大小。     

基于强度折减法的软土基坑抗隆起稳定性分析

基坑抗隆起稳定性验算是软土基坑支护设计中的一项重要内容。本文结合基坑工程实例,采用有限元强度折减法对基坑坑底的抗隆起稳定性进行分析。主要分析总结了基坑开挖深度、支护结构入土深度、支护结构刚度、基坑深宽比以及坑底软土层厚度对基坑抗隆起稳定性的影响规律。研究表明:基坑开挖深度、基坑宽度、支护结构入土深度和坑底软土层厚度等参数的变化均对基坑抗隆起稳定性有一定程度的影响,而支护结构刚度参数对抗隆起稳定性影响不明显。通过与规范法计算结果的对比分析,证明了有限元强度折减法在基坑抗隆起稳定性分析中的适用性。     

基坑抗隆起稳定安全系数实用计算分析与应用

总结基坑由于插入深度不足导致的坑底隆起破坏的两种形式,研究基坑抗隆起稳定安全系数Ks计算公式的适用性及局限性,指出常用公式的错误,给出考虑因素更多、更适用的修正公式,并对修正公式的敏感性进行分析。运用该修正公式及数值方法分析基坑变形与Ks值的关系,指出Ks值对控制基坑变形的意义;通过分析发现基坑变形在Ks小于某值时发生突变,证明基坑设计存在一个最优的插入比。给出考虑因素全面、计算简便、更能反映工程实际的Ks计算公式,并得到一些对工程具有指导意义的结论,可以在基坑设计、施工中应用。     

K_0固结条件下花岗岩残积土三轴CU剪切试验研究

基于K0固结试验原理,将花岗岩残积土试样恢复到天然的K0应力状态,然后进行不排水剪切试验,同时进行三向等压固结状态下的不排水剪切平行试验。经试验结果分析,可知：花岗岩残积土静止侧压力系数K0试验值分布于0.38～0.40,与K0固结土样的K0计算值相近,K0固结试验测得的K0值比传统方式测得的数据稳定;花岗岩残积土CU...     

基坑抗隆起稳定性计算方法的改进

在基坑抗隆起稳定性分析时,通常采用Prandtl和Terzaghi两种抗隆起安全系数计算法,而这两种传统方法假定极限土体双侧滑移与基坑滑移的实际情况不符,计算方法存在缺陷.为了提高基坑抗隆起稳定设计的可靠性,将地基破坏时土体滑移面改为单侧滑移,同时考虑地下水渗流作用的影响,推导出新的计算抗隆起稳定安全系数计算公式.以水泥土重力式挡墙为例,通过改进方法分别探讨了渗透力、土体强度和挡墙插入比等因素对基坑抗隆起稳定性的影响,并将改进方法计算结果与Prandtl和Terzaghi抗隆起安全系数法进行比较,计算结果表明改进方法更符合工程的实际情况.     

内撑式深基坑承压水抗突涌稳定数值模拟技术

承压水作用下,内撑式深基坑的突涌稳定状态与围护墙水平位移、土压力分布及坑底回弹变形等因素密切相关。建立了深基坑突涌稳定的数值分析模型,分析不同承压水位作用下的坑底突涌破坏机制、稳定性及相应的基坑变形性状,并与已有分析方法作对比。分析结果表明,承压水作用下,基坑围护墙内侧隔水层表面剪切应变最大,是突涌破坏的最危险位置。随着坑底承压水位的升高,隔水层内的剪切应变增量逐渐变大并向下部土层发展,最终在隔水层与承压含水层界面处产生楔裂破坏,隔水层整体顶升破坏。同时,基坑变形状态表现为,围护墙弯矩和水平位移逐渐增大,被动侧土压力逐渐减小,最终围护墙发生踢脚破坏,坑底土体大量隆起回弹。相对于压力平衡法和均质连续梁板法等理论方法,数值分析方法可以分析坑底土体的突涌渐进发展过程,较好地反应内撑式基坑抗突涌稳定性与围护墙及土体变形性状的相互影响,计算结果更为符合工程实际。     

软土深基坑变形与安全度分析

对上海及台北的数十个深基坑工程实测进行总结分析,探讨墙体的最大水平位移、墙后地表沉降的变化范围、发生位置及二者之间的数值关系,应用各向异性理论分析深基坑抗隆起稳定;根据工程实测结果,探讨各向异性抗隆起稳定安全系数与墙体最大水平位移之间的变化关系,并依照深基坑变形控制标准,制定抗隆起稳定安全系数取值标准.     

土体应力各向异性对深基坑开挖性状的影响

应力各向异性对复杂状态下土体的变形规律有重要影响。开挖状态下的K₀固结土体具有其特有的变形和强度特性。本文提出了一个将各向异性强度准则等效到Von Mise强度准则的方法,建立了一个简单、便于工程使用且能够描述土体各向异性的理想弹塑性本构关系,并将该本构关系耦合到ANSYS软件中,模拟分析了深基坑开挖后的变形性状。并通过工程实例和经典的Drucker-Prager模型作了比较,分析结果表明各向异性对深基坑开挖变形的影响不容忽视。     

分级加荷条件下正常固结软土的不排水强度确定

本文提出了分级加荷条件下正常固结软土不排水强度确定的试验法和理论法，指出了它们各自存在的问题和解决办法。     

K0固结软黏土的应变率效应研究

在已建立的K0固结软土弹黏塑性本构模型基础上,推导了一维先期固结压力和三轴不排水抗剪强度的计算式,并着重分析了应变率对两者的影响,分别用各自的应变率参数表征。强度应变率参数ρ仅取决于次固结系数与压缩指数的比值,与土体固结应力、固结历史及试验类型均无关;先期固结压力应变率参数ρn则与该比值及压缩参数Λ都有关,且一般有ρn>ρ。对于无机质软黏土,应变率增大10倍时,先期固结压力增长8%～21.2%,不排水强度增长7.2%～12.2%,与试验结果较吻合。考虑到室内试验与原位的应变率差异,建议先将试验所得先期固结压力及不排水抗剪强度按本文规律进行应变率修正,再应用于原位情况。OCR越大,不排水强度比随应变率增长越快。     

深基坑开挖坑底隆起影响因素有限元分析

深基坑工程中由于土体开挖卸荷,导致基坑坑底隆起,其隆起量的大小直接关系到基坑安全和稳定,已越来越受到重视。系统地研究基坑坑底隆起的影响因素并对其进行有限元分析尚不多见。利用有限元软件ABAQUS建立有限元模型,研究坑底工程桩、坑底被动区加固、地下连续墙插入深度和坑底软土层厚度等对坑底隆起变形的影响,并探讨各隆起变形控制措施的控制效果。最后通过南京某隧道基坑的实测数据,验证了坑底设置工程桩对坑底隆起的控制效果。