软土深基坑论文软土深基坑 卸荷 应力路径 渗流 有限元.doc

【关键词】软土深基坑卸荷应力路径渗流有限元
【英文关键词】deep foundation pit of soft soil unloading stress path seepage finiteelement
软土深基坑论文:超大软土深基坑工程围护结构卸荷力学效应研究
【中文摘要】随着高层、超高层建筑以及地下交通工程建设事业的蓬勃发展,越来越多深基坑工程位于城市建筑密集区,开展大型软土深基坑工程开挖卸荷力学效应研究对有效保护邻近建筑物安全具有十分重要的意义。在各种影响基坑稳定和变形计算的因素当中,土体抗剪强度参数与本构模型显得非常重要,而抗剪强度参数和本构模型准确性与土体应力路径密切相关。此外,基坑变形和稳定性计算既涉及到土体应力路径问题,又涉及到地下水渗流问题。本文以珠三角地区具有代表性的海八路超大软土深基坑工程为研究对象,采用常规三轴仪对士样分别进行常规三轴压缩试验和主动区卸荷试验,采用真三轴仪对被动区土体进行卸荷试验,并对比分析软土在不同应力路径下的应力应变关系、初始弹性模量和抗剪强度。基于主动区土体卸荷应力应变关系,模拟Duncan-Chang模型的建立方法,推导上体卸荷非线性弹性本构模型;同时基于被动区土体卸荷应力应变关系,探讨被动区土体卸荷切线模量表达式。基于渗流藕合理论,提出将基坑土体卸荷应力场引入渗流应力耦合分析的新思路,在此基础上建立基坑三维渗流卸荷耦合有限元分析模型。通过对海八路深基坑工程进行施工监测,得出围护结构顶部水平位移、围护结构挠曲变形、坑外地表沉降和支撑轴力变化规律,为研究工作提供可靠原始数据。基于Midas GTS有限元分析软件,以海八路超大软土深基坑工程为研究对象,分别采用土体常规加载试验参数和卸荷试验参数对深基坑施工开挖进行数值仿真模拟,将基坑在不同开挖工况下的围护结构内力和变形进行对比分析,得出了采用卸荷力学参数所得计算结果大于常规加载试验参数并更接近监测值的结论。基于渗流卸荷耦合有限元模型,利用Midas GTS有限元软件对基坑降水开挖进行数值仿真模拟,探讨地下水渗流对深基坑工程变形和稳定性的影响,通过将数值模拟结果与监测值对比分析,得出考虑渗流卸荷耦合影响的基坑内力和变形大于仅考虑卸荷作用并更接近监测值的结论。
【英文摘要】For the safety of the neighboringbuilding, it is of great significance to research on the unloading mechanical effects of the large-scale soft soil deep foundation excavation, because high-level, ultra-high-rise buildings and underground transportation projects are boomed nowdays, more and more deep foundation pits are located in the urban built-up areas. Among the various effecting factors for the calculations of stability and deformation, t