懸臂支護(hù)的長條形基坑的連續(xù)破壞機(jī)理研究.pdf

1、近年來，基坑工程的規(guī)模不斷向大、長、深的方向發(fā)展。大長度基坑發(fā)生了一些沿長度方向上由局部破壞引發(fā)數(shù)十米至一百米以上的連續(xù)破壞事故，但由局部破壞引發(fā)大長度連續(xù)破壞或局部超挖對支護(hù)結(jié)構(gòu)整體的影響機(jī)理卻較少有深入研究?，F(xiàn)有的針對基坑事故的分析理論多基于二維的理論或是彈性地基梁法，這些理論并不能對基坑沿長度破壞的機(jī)理進(jìn)行分析，更無法為對基坑進(jìn)行抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。本文主要研究成果如下：
　　（1）本文探索了采用模型試驗(yàn)手段模擬基坑

2、大變形破壞的方法，設(shè)計(jì)了大型物理模型試驗(yàn)平臺，并對試驗(yàn)用的各類型模型支護(hù)樁進(jìn)行設(shè)計(jì)，建立了試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，為模型試驗(yàn)的進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)。
　　（2）對不同條件下的基坑局部開挖進(jìn)行了試驗(yàn)與模擬，結(jié)果均表明局部開挖不僅會導(dǎo)致開挖范圍內(nèi)支護(hù)樁內(nèi)力大幅增長，還會導(dǎo)致周邊一定范圍內(nèi)支護(hù)樁內(nèi)力增長。局部開挖導(dǎo)致的支護(hù)樁彎矩增長有可能超過其參考極限值，從而會導(dǎo)致基坑垮塌事故的發(fā)生。不同的大面積開挖深度下，大面積開挖深度越深，同樣深度的局部超挖會

3、引發(fā)更大程度的周邊支護(hù)樁內(nèi)力增長。當(dāng)大面積開挖深度相同時，周邊支護(hù)樁彎矩與位移隨局部開挖范圍增長而增長，當(dāng)局部開挖范圍達(dá)到一定值后，彎矩和位移增長趨勢將減緩。
　?。?）對基坑局部破壞的情況進(jìn)行了試驗(yàn)與模擬，結(jié)果證明基坑沿長度方向連續(xù)破壞的產(chǎn)生是由于土體間的拱效應(yīng)造成的。由于初始破壞樁的破壞，初始破壞樁后的土體與鄰近土體間產(chǎn)生了位移差，產(chǎn)生了以鄰近支護(hù)樁為拱腳的土拱效應(yīng)，造成鄰近支護(hù)樁的內(nèi)力有了較大增長，當(dāng)鄰近的支護(hù)樁較弱時，就會

4、產(chǎn)生沿基坑長度方向的連續(xù)破壞，例如工況4中由4根初始破壞樁的破壞造成了4根后續(xù)破壞樁接連破壞。
　?。?）定義了連續(xù)破壞中的支護(hù)樁的荷載傳遞系數(shù)。離局部破壞位置越近，支護(hù)樁的荷載傳遞系數(shù)越大。當(dāng)正常開挖深度相同時，初始破壞樁破壞的數(shù)目與鄰近范圍支護(hù)樁的荷載傳遞系數(shù)成正比；當(dāng)初始破壞樁數(shù)目相同時，正常開挖深度較淺的工況對應(yīng)的支護(hù)樁荷載傳遞系數(shù)反而更大。
　　（5）初始破壞樁斷裂后，支護(hù)結(jié)構(gòu)沿基坑長度方向不斷倒塌，支護(hù)樁后土體也