南京地區(qū)基坑工程的環(huán)境效應分析初步研究.pdf

1、隨著高層建筑和地下工程的大量涌現(xiàn),基坑工程越來越多,基坑工程的環(huán)境效應問題已成為巖土工程的熱點問題之一.該文在總結基坑工程研究成果的基礎上,結合南京地區(qū)的地質情況,對基坑工程的環(huán)境效應問題以及基坑的土壓力計算方法進行了探討.主要內(nèi)容如下:(1)研究了南京地區(qū)工程地質條件特點以及基坑工程的現(xiàn)狀,分析了南京地區(qū)各種類型基坑的變形模式以及環(huán)境效應的特點,并提出處理環(huán)境效應的對策.(2)研究深基坑開挖引起周圍地層位移場移動機理、影響因素和計算方

2、法,建立基坑開挖的有限元模型,編制了分析基坑開挖位移場性狀的二維有限元程序,土體可以采用線彈性本構模型和彈塑性的D-P本構模型,在土與結構接觸面上采用Goodman單元,在開挖方式上模擬基坑的分步和分塊開挖.利用編制的有限元程序分析基坑在分部開挖過程中周圍環(huán)境位移場的變化情況和規(guī)律,討論了基坑本身的幾何與物理力學指標及開挖方式等因素對位移場的影響,這些因素包括:支撐剛度、圍護結構的剛度、基坑的深度、基坑的寬度、下臥層土體的彈性模量等,優(yōu)

3、化基坑設計方案,提出有益的建議.(3)為了模擬基坑開挖過程的實際應力路徑的情況,研究土體在豎向卸載狀態(tài)下的強度變化規(guī)律的問題,進行卸載應力路徑室內(nèi)試驗并與常規(guī)直剪試驗結果作比較.利用直剪試驗,在相同的固結壓力下卸載,并在不同的卸載壓力下剪切,結果是卸載狀態(tài)下的τ-σ關系不再是線性關系.同時還對卸載后滯留不同時間進行了快剪試驗,用來模擬基坑開挖后強度與暴露時間的關系,研究應力松弛對土體強度的影響.(4)對作用在基坑支護結構上的土壓力的計算

4、方法做一些探討和改進,在考慮土與結構的相互作用的基礎上,利用Sigmoid函數(shù)來描述作用于擋墻上土壓力與墻體位移的相互關系,提出考慮位移效應的土壓力計算公式,把該方法應用到改進的彈性地基梁法中,用來計算非極限狀態(tài)下的土壓力.(5)結合地鐵南京站基坑支護工程現(xiàn)場監(jiān)測工作,采用改進的考慮位移效應土壓力的計算方法,對基坑支護結構進行了變形和土壓力計算,并與實測數(shù)據(jù)進行比較.根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)對周圍環(huán)境問題作了評價與分析,優(yōu)化支撐施工方案,實現(xiàn)信