基坑开挖侧向卸荷对坑周土体水平位移的影响研究

论文摘要

随着社会生产力和经济的迅速发展,高层建筑以及地下空间的开发利用成为各个城市的热点,深基坑工程是其中的重要组成部分。基坑开挖设计已经从强度控制逐渐转为变形控制,如何有效控制基坑变形,使得基坑工程既安全经济且保护周围环境,需要深入研究和探索基坑变形问题。论文采取室内试验与数值模拟相结合方法,针对基坑开挖侧向卸荷对坑周土体水平位移的影响展开了研究,取得了一些有工程实用价值的成果。（1）论文简要论述了基坑开挖土体变形特性及其影响因素,从理论上分析了基坑开挖土体的应力路径、变形控制标准及基坑开挖三维空间效应。（2）在普通三轴和真三轴剪切试验基础上,整理出了应力-应变关系曲线,分析了侧向卸荷土体的应力-应变特性:等压固结侧向卸荷、轴向荷载不变应力路径下,土体应力-应变关系曲线总是呈应变硬化型,表现为双曲线形式;轴向表现为压缩变形,水平向表现为膨胀变形;在这条应力路径下,相同围压的真三轴试验破坏主应力差高于普通三轴排水的,普通三轴排水剪的破坏主应力差高于不排水剪的;普通三轴排水剪的轴向应变破坏值大于径向值,一般轴向为径向的两倍,而真三轴排水剪的轴向破坏应变值近似等于径向的值。推导了侧向卸荷条件下的轴向和径向切线斜率表达式。（3）采用PLAXIS有限元软件,对某一基坑开挖支护结构受力与基坑周边土体水平变形进行数值模拟,分析了基坑周边土体水平位移的一些规律。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题依据及研究目的
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 基坑支护结构类型
• 1.2.2 土体卸荷变形性状研究
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 基坑土体变形及控制理论
• 2.1 引言
• 2.2 基坑土体变形特性及其影响因素
• 2.2.1 坑底隆起变形和地表沉降
• 2.2.2 围护墙体位移
• 2.2.3 周围地层位移
• 2.2.4 其它相关因素
• 2.3 基坑变形控制标准
• 2.3.1 支护结构变形控制指标
• 2.3.2 基坑变形控制指标
• 2.4 基坑的三维空间效应
• 2.5 基坑开挖时土体的应力路径
• 2.6 本章小结
• 第3章 普通三轴、真三轴侧向卸荷试验
• 3.1 引言
• 3.2 普通三轴等压固结不排水剪切试验（CU 试验）
• 3.2.1 试验理论
• 3.2.2 试验方案与过程
• 3.2.3 试验成果
• 3.3 普通三轴等压固结排水剪切试验（CD 试验）
• 3.3.1 试验方案与过程
• 3.3.2 试验成果
• 3.4 真三轴试验
• 3.4.1 试验仪器
• 3.4.2 试验方案
• 3.4.3 试验过程
• 3.4.4 试验成果
• 3.5 本章小结
• 第4章 土体卸荷变形特性分析
• 4.1 轴向应变ε1 —水平向应变ε3 变化规律分析
• 4.2 水平向应力—应变关系曲线
• 4.3 排水条件下侧向卸载轴向应力—应变关系曲线
• 4.4 排水条件下侧向卸载水平向应力—应变关系曲线
• 4.5 不排水条件下侧向卸载竖向应力—应变关系曲线
• 4.6 本章小结
• 第5章 工程计算实例及数值模拟分析
• 5.1 工程概况
• 5.2 场地岩土工程及环境条件
• 5.2.1 岩土工程地质条件
• 5.2.2 水文地质条件
• 5.3 基坑工程介绍
• 5.4 PLAXIS 有限元模拟
• 5.4.1 PLAXIS 有限元软件介绍
• 5.4.2 建立几何图形
• 5.4.3 输入材料参数
• 5.4.4 生成网格
• 5.4.5 输入初始条件
• 5.4.6 计算
• 5.4.7 计算结果分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录