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土压力问题与基坑变形分析

许锡昌  
【摘要】: 现代城市建设、经济发展和技术进步对越来越多的基坑工程提出了高水平的设计要求,这就需要对基坑工程中的土压力取值问题和变形分析方法进行研究。 (1)以竖向微分单元法为基础,利用变分原理对刚性挡墙主、被动状态下的滑裂面进行了研究,得到了滑裂面曲线的解析解,全面讨论了填土分别为无粘性土和粘性土时土体性质和墙背摩擦角对破裂角的影响; (2)利用水平微分土条的极限平衡原理,分析了主、被动状态下挡墙墙背上土压力的分布问题,得到了土压力沿墙高分布的解析表达式,讨论了土压力合力大小与作用点高度、土压力系数以及土压力曲线随墙背摩擦角的变化规律,结合模型试验和现场实测数据,对论文中得到的主动土压力公式进行了验证; (3)结合Tschebotarioff土压力包络图、Terzaghi—Peck土压力包络图和Rankine土压力理论,对挡墙主、被动土压力公式在基坑工程中的适用性问题进行了全面的讨论,定义了土压力系数的修正系数α,并给出了不同填土时α的取值范围;结合漳州某污水处理厂基坑工程,进行了主、被动土压力的现场测试,探索了土压力随支护变形和暴露时间而变化的规律; (4)总结了悬臂排桩和桩锚(撑)支护情况下的基坑变形模式,利用最小势能原理推导出了两种支护结构桩顶位移的解析解,全面讨论了支护结构嵌固深度、基坑长度、超载、桩间距、锚(撑)刚度和锚(撑)位置以及变形曲线形状等对桩顶变形的影响,并利用两个基坑工程的实测数据对变形分析方法进行了验证; (5)论文的最后简单总结和讨论了变形控制设计问题,给出了实现变形控制的基本方法。


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