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《长安大学》 2018年
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含水率对砂土似粘聚力的影响及工程应用研究

严明康  
【摘要】:伴随着我国经济水平的不断提升,城市化进程的不断加快,基坑工程得到了很大的发展,科研及工作人员都在尝试着更加安全、方便、经济实惠的支护方式来进行基坑支护设计;而这其中就包括土钉支护应用技术的不断推广和逐步成熟,土钉支护以其自身具有的工艺简单、施工速度快、经济效益显著等优点,受到越来越多的工程设计人员的喜爱。但是,土钉支护也有着自身的局限性,对于目前应用中的土钉支护技术,绝大部分都是针对于自立性较好的土层之中;而对于砂土基坑而言,土钉支护的案例却极少,这是因为两大问题:一是砂土地层不易稳定成孔,不能保证土钉的正常施工;二是把砂土地层的粘聚力作为零进行计算基坑不稳定。这严重影响了土钉支护技术在砂土地层这一领域之内的工程应用。砂土在干燥和饱和状态之下是没有粘聚力的,而在非饱和状态之下却会表现出类似于粘性土的性状。本文通过控制含水率这单一因素,通过三轴试验、直剪试验并辅以基质吸力试验来进行研究,得出砂土似粘聚力值的大小,以及其随着含水率的变化情况;在干密度为1.511g/cm~3情况下,含水率在6%-9%时,似粘聚力达到最大值,能够达到10kPa上下。本文将砂土似粘聚力引入应用,从砂土成孔性入手,对无衬砌非饱和砂土小直径洞室进行稳定性分析,并以能源金融大厦基坑支护实例为基础,通过Flac3D进行成孔以及整个基坑的开挖与支护进行数值模拟计算分析,得出砂土地层成孔稳定的粘聚力取值范围,以及整个开挖过程的土钉轴力、位移变化情况。借助于Flac3D以及理正深基坑软件,进行了不同似粘聚力值对基坑变形及稳定性影响的计算分析,并对比现场的监测资料,来获取实际基坑土体砂土地层的似粘聚力值的实际值的范围,来说明试验的可靠性,以及土钉支护在砂土地层应用的可行性。最后通过似粘聚力值的应用来对西咸能源金融大厦基坑设计进行优化。本文的研究成果可以为相关实际工程设计、施工提供参考,并对以后关于砂土似粘聚力的分析研究具有一定的参考价值。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TU441

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