砂土地基在剛性基礎(chǔ)作用下土體變形特性的試驗研究.pdf

1、隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的蓬勃發(fā)展，各種建筑物拔地而起，然而所有的建筑的安全建設(shè)與運營都離不開穩(wěn)固的地基，因此地基土的變形特性是一個重要的研究內(nèi)容。本文依托“中國鐵路總公司科技研究開發(fā)計劃課題”《超深大截面沉井基礎(chǔ)設(shè)計理論及關(guān)鍵技術(shù)研究》，通過室內(nèi)模型靜載試驗為主，數(shù)值模擬為輔的研究方法，設(shè)計制作了試驗槽和3個不同尺寸的混凝土模型及對應(yīng)的剛性底板，開展了5組不同基礎(chǔ)寬度和不同埋深條件下的靜載試驗，通過位移計和土壓力傳感器監(jiān)測整個試驗加載過程

2、中基礎(chǔ)沉降數(shù)據(jù)和土中附加應(yīng)力數(shù)據(jù)，對砂土地基在不同基礎(chǔ)寬度、不同埋深剛性基礎(chǔ)作用下，地基土的破壞過程，加載過程中的基底應(yīng)力分布及變化規(guī)律，土中的應(yīng)力分布及變化規(guī)律，加載至破壞后卸載回彈變形規(guī)律以及重復(fù)加載時土體承載特性進行研究。得到以下結(jié)論:
　　(1)通過靜載試驗和數(shù)值模擬計算發(fā)現(xiàn)，砂土地基的破壞具有明顯漸進破壞特征?；讘?yīng)力隨著地基土的漸進破壞出現(xiàn)顯著的重分布。在荷載施加初期，基底應(yīng)力分布均為均勻增長;隨著加載過程的進行，當(dāng)荷

3、載增加到比例界限時，5組試驗均出現(xiàn)了基底邊緣應(yīng)力不再因荷載增加而上升，說明基底邊緣土體發(fā)生破壞，失去承載能力，隨著荷載的繼續(xù)增加到極限荷載，基底應(yīng)力峰值由基礎(chǔ)外圍向基礎(chǔ)中心移動，說明破壞范圍逐漸增大，此時承載力主要由基礎(chǔ)中心附近土體提供。
　　(2)在加載初期，土中的豎向附加應(yīng)力基本成均勻增長;當(dāng)各組試驗加載到比例界限時，由于基底邊緣土體破壞，基底實際發(fā)揮承載能力土體的面積減小，基礎(chǔ)中心下方土體的豎向附加應(yīng)力大幅高于基底邊緣位置土

4、體，距基底較遠的土體規(guī)律相似，但變化幅度不如基底附近土體。
　　(3)在加載初期，土中的水平附加應(yīng)力基本成均勻增長，土中水平應(yīng)力的峰值最先在上部出現(xiàn)，隨著荷載的增加逐漸向下移動，加載到極限荷載時，基礎(chǔ)邊緣位置下方土中的水平附加應(yīng)力峰值出現(xiàn)在基底以下1倍基礎(chǔ)寬度的位置;基礎(chǔ)邊緣向外0.5倍基礎(chǔ)寬度位置下方土中的水平附加應(yīng)力峰值出現(xiàn)在基底以下1.5倍基礎(chǔ)寬度的位置。
　　(4)根據(jù)土中豎向附加應(yīng)力圖分析計算可得，試驗條件下，基底

5、豎向附加應(yīng)力擴散角θ為18.4°＜θ＜26.6°，與《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2011)規(guī)定相符。
　　(5)5組試驗所得卸載回彈曲線非常平緩，總體回彈量在10mm左右且大部分回彈變形發(fā)生在卸載的最后階段?；A(chǔ)寬度和埋深對地基回彈變形有影響，對比不同基礎(chǔ)寬度時發(fā)現(xiàn)，在卸荷比相同時，基礎(chǔ)寬度越大回彈量越小;對比不同埋深時發(fā)現(xiàn)，卸荷比相同時，零埋深組的回彈量小于兩組有埋深組，但0.5倍基礎(chǔ)寬度埋深和1倍基礎(chǔ)寬度埋深卸載