靜力觸探比貫入阻力與土體抗剪強度相關關系研究.pdf

1、隨著城市化進程的加快，城市地下空間開發(fā)利用不斷發(fā)展。深大基礎工程增多，基坑開挖深度增加，工程規(guī)模增大，工程難度提高，對工程技術和科研水平提出了新的挑戰(zhàn)。如何有效確定土體抗剪強度，準確進行基礎穩(wěn)定計算是關鍵問題之一。特別對于飽和軟土地區(qū)的深基坑，難以測定施工期的孔隙水壓力，通常要通過原位或室內(nèi)固結不排水的剪切試驗，測定破壞時的總抗剪強度進行總應力法分析。在眾多原位試驗中，靜力觸探儀是在不擾動土體原位狀態(tài)的情況進行試驗，具有設備簡單、連續(xù)性

2、好、數(shù)據(jù)可靠高等優(yōu)點，在巖土勘察設計中應用廣泛。建立靜力觸探比貫入阻力與土體抗剪強度相關關系，可以有效解決前述關鍵問題。而國內(nèi)外又缺乏相關應用成果，本文通過理論、回歸和數(shù)值方法研究其相關關系，研究內(nèi)容和相關成果主要包括以下方面:
　　 首先，采用圓柱孔穴擴張理論推導了飽和軟土中比貫入阻力與土體抗剪強度之間的關系。根據(jù)飽和軟土假定，屈服準則，通過平衡方程，幾何方程，本構方程以及邊界條件求解給出了極限孔穴擴張壓力，并得到土體彈塑性區(qū)

3、的應力解、位移解及塑性區(qū)范圍，給出圓柱孔穴擴張理論下靜力觸探比貫入阻力與土體抗剪強度相關關系式。
　　 其次，通過上海地區(qū)19個工程和武漢地區(qū)33個工程，共694組數(shù)據(jù)分不同土類對比貫入阻力與抗剪強度的相關關系進行研究，對兩地區(qū)三種土的物理力學特性進行了分析總結，并經(jīng)過回歸分析確定分土類下可應用于相應地區(qū)工程的靜力觸探比貫入阻力與土體抗剪強度相關關系式。
　　 然后，基于自適應網(wǎng)格技術有限元大變形分析方法，對靜力觸探貫入

4、過程進行模擬研究，土體位移隨貫入深度增大而增大，貫入影響范圍區(qū)向側(cè)方和下方不斷延伸。當錐頭深入一定距離后，位移影響區(qū)趨近于環(huán)包狀分布。阻力隨抗剪強度的增大而增大，并根據(jù)錐頭應力值得到比貫入阻力與抗剪強度的相關關系式。
　　 最后，結合上海地區(qū)典型工程世博演藝中心工程，對比分析了三種方法下確定土體抗剪強度的吻合性。認為孔穴擴張理論推導和有限元分析的條件理想化，忽略了土體固結、各向異性、摩擦性等特性?；貧w分析采用了當?shù)氐墓こ藤Y料，綜