本文選題：基坑開挖　切入點(diǎn)：固結(jié)試驗(yàn)　出處：《福州大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：基坑工程是土木工程中經(jīng)常遇到,也是最為復(fù)雜的技術(shù)領(lǐng)域之一�；庸こ淘O(shè)計(jì)水平的提高,依賴于土體參數(shù)的合理選擇以及土壓力計(jì)算方法的合理性。長期以來,經(jīng)過許多專家和學(xué)者的不懈努力,在土壓力的計(jì)算上有很大進(jìn)展,但是由于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)土體的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)均由土工試驗(yàn)中常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)方法獲得,忽略了深基坑開挖是土體卸荷的過程這一特定條件,使得深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形及土壓力值較實(shí)際監(jiān)測值有一定差異。本文考慮實(shí)際深基坑工程開挖卸荷這一特定條件,采用試驗(yàn)研究及有限元數(shù)值模擬計(jì)算分析手段,分析基坑開挖卸荷效應(yīng)下土體力學(xué)性狀。據(jù)此,本文對基坑開挖卸荷效應(yīng)下土體力學(xué)性狀研究做了以下幾個(gè)方面的工作。(1)在普通高壓固結(jié)儀上模擬基坑開挖卸荷效應(yīng)下坑底土體的回彈變形,研究了福州淤泥質(zhì)土卸荷回彈變形規(guī)律及卸荷影響深度；并分析了淤泥質(zhì)土的臨界卸荷比以及分界點(diǎn)卸荷比,在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了回彈量的計(jì)算公式,并采用分層總和法估算了淤泥質(zhì)土的回彈量。(2)根據(jù)深基坑開挖過程中基坑側(cè)壁土體的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài),開展了四組符合深基坑開挖側(cè)壁土體應(yīng)力狀態(tài)特點(diǎn)的三軸試驗(yàn)；模擬深基坑開挖卸荷效應(yīng)下基坑側(cè)壁土體的實(shí)際應(yīng)力路徑,求得土體抗剪強(qiáng)度,并與常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)獲得的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行了比較分析。(3)以三軸試驗(yàn)為基礎(chǔ),推導(dǎo)了土體在卸荷條件下的鄧肯-張模型的模量值,以用于計(jì)算。(4)借助大型有限元軟件MIDAS對典型的深基坑開挖工程進(jìn)行模擬分析計(jì)算。通過對比土體在加載條件和卸荷條件下的地表沉降、坑底隆起和支護(hù)結(jié)構(gòu)變形,研究了基坑開挖卸荷效應(yīng)下土體力學(xué)性狀。本論文研究成果對掌握深基坑開挖坑底土體卸荷回彈變形規(guī)律及卸荷影響深度,對估算坑底土體卸荷回彈量,對獲得接近實(shí)際基坑開挖卸荷側(cè)壁土體的抗剪參數(shù),對土體在卸荷條件下的鄧肯-張模型的模量值用于計(jì)算,對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重要的理論及實(shí)踐意義。同時(shí)利用大型有限元軟件MIDAS來驗(yàn)證在基坑開挖這一特定條件下上述理論的合理性。
[Abstract]:Foundation pit engineering is often encountered in civil engineering and is also one of the most complex technical fields. The improvement of foundation pit design level depends on the rational selection of soil parameters and the rationality of earth pressure calculation method for a long time. Through the unremitting efforts of many experts and scholars, great progress has been made in the calculation of earth pressure. However, the shear strength index of soil in deep foundation pit retaining structure design is obtained by conventional triaxial compression test method in geotechnical tests. The special condition that the excavation of deep foundation pit is the process of soil unloading makes the deformation and earth pressure of deep foundation pit support structure differ from the actual monitoring value. By means of experimental study and finite element numerical simulation, the mechanical behavior of soil under the unloading effect of foundation pit excavation is analyzed. In this paper, the mechanical properties of soil under the unloading effect of foundation pit excavation are studied in the following aspects: 1) simulating the springback deformation of soil under the unloading effect of foundation pit excavation on the common high pressure consolidation instrument. In this paper, the law of unloading springback deformation and unloading influence depth of Fuzhou silt soil are studied, and the critical unloading ratio and separation point unloading ratio of silty soil are analyzed. Based on this, the calculation formula of resilience is deduced. According to the actual stress state of side soil in deep foundation pit excavation, four groups of triaxial tests are carried out according to the characteristics of stress state of side wall soil in deep foundation pit excavation. By simulating the actual stress path of the side wall soil under the unloading effect of deep foundation pit excavation, the shear strength of the soil is obtained, and the shear strength obtained from the conventional triaxial compression test is compared with that obtained by the conventional triaxial compression test. The modulus of Duncan-Chang model under unloading condition is derived. In this paper, the finite element software MIDAS is used to simulate and calculate the typical deep foundation pit excavation. By comparing the ground subsidence, bottom uplift and support structure deformation of soil under loading and unloading conditions. The mechanical properties of soil under the unloading effect of foundation pit excavation are studied in this paper. The research results of this paper can be used to grasp the unloading deformation law and the unloading depth of the deep excavation pit bottom soil, and to estimate the unloading resilience of the pit bottom soil. For obtaining the shear parameters of the unloading lateral wall soil near the actual excavation condition, the modulus of the Duncan-Chang model of the soil under unloading condition is calculated. It is of great theoretical and practical significance to the design of foundation pit support structure. At the same time, the rationality of the above theory under the special condition of foundation pit excavation is verified by using the large-scale finite element software MIDAS.
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU43

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本文編號：1599029