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地面超载作用下的基坑稳定性研究

吕兆庆  
【摘要】:基坑工程是岩土工程中的热点问题,时至今日仍处于半理论半经验阶段,技术在前理论在后,因此事故频发。导致事故的原因比较多,既有设计也有施工的原因。地面超载在基坑工程中是不可避免的一个因素,有时它是导致基坑事故的直接因素,有时是诱发因素,因此本文进行了地面超载对基坑工程影响的研究和探讨。 1.第一章对近些年来我国发生的一些与地面超载有关的基坑工程事故进行了分析,从而论证了进行本课题研究的必要性。对常见的基坑支护类型进行了系统的总结、比较,最终分别选用无支护开挖基坑和内撑式排桩围护结构基坑作为研究对象。通过查阅中外文献资料,系统总结了国内外在基坑工程方面的研究历史及现状。在对拟研究问题的工程背景进行分析后,提出了本课题研究的目的、方法和内容。 2.第二章主要涉及与基坑有关的一般理论。在基坑工程的土体中主要存在着自重应力和附加应力,自重应力的计算比较简单,而附加应力的计算则因外荷载而异,本章以集中力作用下土体中附加应力求解的Boussinesq公式和Mindlin公式为主线,其它公式均是在它们的基础上积分得到的。在得到了土体中土体单元的应力状态后,选用广泛使用的Mohr-Coulomb破坏准则来判断是否破坏。上述方法是基于弹性理论的,当需要进行弹塑性分析时就必须使用数值分析法,故在本章亦对有限单元法分析问题的过程及解弹塑性问题最常用的增量初应力法和增量初应变法进行了简单介绍。 3.在第三章中为了对将要分析的构成基坑边坡的粉土有更深入的了解,借助实体显微镜对粉土的微观性质进行了研究,认为粉土中的粉粒含量占绝对优势,化学成份中以O、Si为主。对基坑边坡进行弹塑性分析,必须要得到相应的参数,故由粉土的三轴压缩试验和固结试验的结果,利用Mohr应力圆得到了粉土的抗剪强度参数c、? ,粉土的泊松比ν由《工程地质手册》查得,并通过计算获得了弹性模量E ,下一步就是选择一个合适的本构关系,在众多的弹塑性本构关系中最终选用关联的理想弹塑性模型Mohr-Coulomb模型进行分析,优点是所需要的参数较少。 4.基坑边坡有不同于自然边坡之处,现阶段对基坑边坡进行分析要借助于分析自然边坡的方法,并做一定的假设,因此在第四章首先介绍了基坑边坡的特点及破坏的机理、现象,综述了基坑边坡分析所用的传统方法。为了更好地理解地面超载对基坑边坡在各方面的影响,本文使用有限元程序ABAQUS采用Mohr-Coulomb关联理想弹塑性模


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