考慮非飽和土效應(yīng)的基坑與邊坡性狀研究.pdf

1、隨著人們對空間需求的日益增大,現(xiàn)代建筑向著更高更深的方向發(fā)展,越來越多的深大基坑工程應(yīng)運(yùn)而生。早在上世紀(jì)四十年代,就有學(xué)者對基坑工程進(jìn)行了研究,其研究成果也不斷涌現(xiàn),在當(dāng)今大力開發(fā)地下空間的環(huán)境下更是一個(gè)研究的熱點(diǎn)。但現(xiàn)有基坑工程理論研究普遍滯后于實(shí)踐應(yīng)用,很多研究只是對實(shí)際工程的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),缺乏嚴(yán)格的理論基礎(chǔ),故而容易出現(xiàn)一些工程問題;除施工質(zhì)量欠佳外,設(shè)計(jì)方法缺乏嚴(yán)格的理論基礎(chǔ)也是重要原因之一?；谶@種現(xiàn)狀,本文從理論出發(fā),針對飽和土

2、與非飽和土特性上的差別對基坑開挖的影響進(jìn)行了分析和對比,以此來探索基坑研究的新方向。本文通過總結(jié)分析基坑研究現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)在工程中常常會(huì)由于水力環(huán)境的改變導(dǎo)致工程事故,而實(shí)際基坑中普遍存在的非飽和土具有獨(dú)特的水力特性,但很多研究甚至設(shè)計(jì)規(guī)范中并沒有考慮。對此,本文結(jié)合非飽和土理論對基坑開挖過程進(jìn)行了初步探究。首先,將近些年的非飽和土本構(gòu)模型進(jìn)行分類,分析了模型中存在的問題,并從建立本構(gòu)關(guān)系的應(yīng)力變量上入手,基于微觀結(jié)構(gòu)、能量守恒、力學(xué)平衡三

3、個(gè)方面對非飽和土應(yīng)力變量進(jìn)行分析判斷,提出關(guān)于如何選取非飽和土應(yīng)力變量的原則。在此基礎(chǔ)上對現(xiàn)廣泛應(yīng)用的應(yīng)力變量進(jìn)行分析,旨在為非飽和土本構(gòu)理論研究提供合理的指導(dǎo)和依據(jù)。隨后,通過該選取原則,選取Lu提出的基于吸應(yīng)力的非飽和土有效應(yīng)力作為應(yīng)力變量進(jìn)行研究,將該有效應(yīng)力與Mohr-Coulomb模型結(jié)合,建立了非飽和土本構(gòu)關(guān)系。將該模型運(yùn)用到某邊坡工程實(shí)例中,建立一個(gè)邊坡降雨過程模型,用于模擬降雨入滲對邊坡應(yīng)力應(yīng)變的影響。模型模擬結(jié)果與實(shí)測

4、結(jié)果對比發(fā)現(xiàn),該模型能較好地模擬邊坡降雨變形情況,也能反映應(yīng)力變化的趨勢。故模型能較好地反映降雨對非飽和土邊坡的實(shí)際影響情況。最后,本文對非飽和土特性在基坑開挖中的影響進(jìn)行了探索性研究。采用ABAQUS程序,建立理想的無支護(hù)粉土基坑放坡開挖模型,以便分析非飽和土特性在開挖和降雨過程中對基坑的影響。計(jì)算結(jié)果表明,在飽和與非飽和開挖下,基坑變形差別較大,且穩(wěn)定性也有較大的差異,非飽和開挖比飽和開挖更為穩(wěn)定性;通過對不同降雨強(qiáng)度下非飽和土基坑