基于濕度應(yīng)力場的膨脹土基坑邊坡支護設(shè)計理論研究.pdf

1、膨脹土基坑邊坡在連續(xù)降雨等涉水條件的影響下，易發(fā)生邊坡變形持續(xù)增加、支護結(jié)構(gòu)錨固失效、最終整體破壞的現(xiàn)象。目前在工程實踐中，基坑邊坡支護設(shè)計往往采用強度參數(shù)折減的經(jīng)驗計算方法進行支護結(jié)構(gòu)驗算，極易造成設(shè)計不足或過剩的情況。基坑邊坡膨脹力分布的確定及其在邊坡設(shè)計計算中的考慮，基坑邊坡變形嚴格控制條件下的非極限土壓力計算方法，是膨脹土基坑邊坡支護設(shè)計理論的兩大難點。隨著膨脹土分布地區(qū)城市化建設(shè)的迅速發(fā)展，膨脹土基坑工程變形過大、整體失穩(wěn)的問

2、題日益凸顯，考慮膨脹力作用的膨脹土基坑邊坡支護設(shè)計計算方法是現(xiàn)階段亟需解決的問題。
　　本文通過自行研制相關(guān)試驗裝置，給出了膨脹土巖土工程參數(shù)推薦試驗方法，擬合出膨脹土相關(guān)巖土工程參數(shù)的經(jīng)驗公式;通過室內(nèi)模型試驗、現(xiàn)場模型試驗以及數(shù)值計算建立了基坑邊坡入滲深度計算模型，并給出了坡頂、坡面入滲深度計算公式;基于濕度應(yīng)力場理論提出了工程實用型膨脹土彈塑性本構(gòu)模型，并通過二次開發(fā)實現(xiàn)本構(gòu)計算，本構(gòu)模型用于膨脹土基坑邊坡應(yīng)力場數(shù)值分析。綜

3、合膨脹土基坑邊坡序列數(shù)值計算結(jié)果，擬合了基于濕度應(yīng)力場的膨脹力分布規(guī)律。通過分析邊坡不同位移狀態(tài)下的應(yīng)力莫爾圓，推導(dǎo)了膨脹土基坑邊坡非極限位移狀態(tài)下的抗剪強度發(fā)揮值計算公式。采用水平層析法和莫爾庫侖強度理論對樁后土體進行應(yīng)力狀態(tài)分析，在膨脹力分布作用下建立靜力平衡條件，迭代計算搜索基坑邊坡潛在滑動面，推導(dǎo)了非極限位移狀態(tài)下膨脹土基坑邊坡主動、被動土壓力的計算理論，建立了以濕度場膨脹力為內(nèi)涵的基坑邊坡膨脹土壓力計算理論。
　　采用本

4、文提出的工程實用型膨脹土彈塑性本構(gòu)模型以及膨脹土基坑邊坡非極限狀態(tài)下的主動、被動土壓力理論對成都時代欣城膨脹土基坑邊坡工程進行實例計算，計算的邊坡變形曲線與現(xiàn)場測試的邊坡變形曲線相近，驗證了本文提出的本構(gòu)模型以及非極限狀態(tài)土壓力計算理論的合理性。同時，綜合對比分析了本文附加膨脹力分布的膨脹土基坑邊坡土壓力計算理論、前人的計算理論與現(xiàn)場測試結(jié)果的異同，驗證了本文膨脹土基坑邊坡土壓力計算理論的適用性。最后，采用膨脹土基坑邊坡土壓力計算理論，