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基质吸力对黄土边坡稳定性及基坑支护计算的影响

李永刚  
【摘要】:论文基于现有非饱和黄土抗剪强度研究成果,探讨了基质吸力对非饱和黄土边坡稳定性的影响,经过理论推导上定性地说明了基质吸力对黄土边坡安全性系数的作用;进一步应用毕肖普条分法对黄土边坡在不同基质吸力作用下的安全系数进行了计算分析,结果表明:基质吸力对非饱和黄土边坡稳定性有显著影响;随着基质吸力的增大,边坡安全系数明显增大;并且在基质吸力相对较小的区域内变化更为显著。 论文同时研究了基质吸力变化对非饱和黄土基坑支护结构内力及变形的影响。首先从理论上将朗肯土压力理论拓展到非饱和黄土领域;继而按照规范推荐的排桩支护结构计算方法,应用理正深基坑程序计算了在不同基质吸力作用下某非饱和黄土基坑的最大正弯距、最大剪应力、总主动土压力和基坑的最大侧移量。计算结果标明:基质吸力对非饱和黄土基坑支护结构的最大正弯距、最大剪应力、总主动土压力和基坑的最大侧移量影响十分明显;随着基质吸力的增大,基坑支护结构的最大正弯距、最大剪应力、总主动土压力和基坑的最大侧移量均明显减小;在基质吸力相对较小的区域内(0~200kPa),上述数值变化相对更为明显;基质吸力对支护结构的最大正弯距影响最为显著。论文对两种常见基质吸力分布形式(常数型分布和倒三角线性分布)作用下基坑支护结构的最大正弯距、最大剪应力、总主动土压力和基坑的最大侧移量进行了对比,结果表明:在地表基质吸力相同的条件下,在最大基质吸力较小时,根据二者计算得到的最大正弯距、最大剪应力、主动土压力以及支护结构的最大侧移量差别不大,随着最大基质吸力的增大,根据二者计算得到的最大正弯距、最大剪应力、主动土压力以及支护结构的最大侧移量的差别逐渐增大,当最大基质吸力较大时,计算结果差别是十分明显的。 以上研究结果有助于岩土工程师认识到非饱和黄土地区基质吸力对边坡稳定性和基坑支护结构内力和侧移的显著影响。


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