為促進反壓土臺支護技術的廣泛應用,針對現(xiàn)行剛度折減計算方法的局限性,基于力學平衡原理,提出了基坑內(nèi)開挖影響距離的計算方法。在此基礎上,對反壓土的水平彈簧剛度進行折減,并通過彈性地基梁法求解反壓土支護問題。通過工程實例的計算與分析,驗證了基于水平彈簧剛度折減方法的可靠性和適用性。結(jié)果表明:①基坑開挖影響距離不僅與基坑懸臂深度有關,還與坑內(nèi)開挖深度、土的物理力學性質(zhì)也密切相關;②當反壓土臺寬度為1～2倍土臺高度時,土層彈簧剛度與土臺截面面積近似呈正相關關系;③當土層均一且土性良好時,基坑開挖影響距離按經(jīng)驗取值3～5倍基坑懸臂深度是適用的。當?shù)貙雍泻駥榆浲習r,經(jīng)驗取值計算結(jié)果最大誤差可達57%,現(xiàn)行剛度折減方法不再適用。 

【文章來源】：應用力學學報. 2020,37(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

開挖影響距離計算簡圖Fig.1Calculationmodelofinfluencedistanceofexcavation

第4期吳龍梁，等：基于水平彈簧剛度折減的反壓土計算方法1487得到開挖影響區(qū)域。開挖影響區(qū)域外邊界為不動邊界(見圖2)，可認為不動邊界以內(nèi)的土體剛度近似等于無限寬度的土體剛度。圖2土層剛度折減計算示意圖Fig.2Sketchmapofsoilstiffnessreduction反壓土臺水平剛度折減通過計算反壓土臺面積與開挖影響區(qū)域面積的比值確定。土層剛度取值計算見式(8)~式(10)。s0f()iiiiAkkA(8)1fdiihihALh(9)stbs1()2iiiiABBH(10)式中：ik為第i層土折減后的彈簧剛度；0ik為第i層土按照常規(guī)“m”法計算的彈簧剛度；fiA為第i層土開挖影響區(qū)域面積；siA為第i層土反壓土臺面積；tiB為第i層土反壓土臺頂部寬度；biB為第i層土反壓土臺底部寬度；siH為第i層土厚度。3工程實例驗證針對本文計算方法，選取一基坑工程實例進行驗證分析。該工程位于深圳市南山區(qū)，基坑開挖深度為11m，采用樁錨+反壓土組合支護形式。根據(jù)南北側(cè)土層情況，設計了兩種反壓土臺支護方案：北側(cè)土臺高7m，土臺頂寬5m，土臺底寬12m；南側(cè)土臺高9m，土臺頂寬7m，土臺底寬16m，南、北側(cè)土臺坡比均為1∶1。支護結(jié)構(gòu)剖面如圖3所示。3.1開挖影響距離驗證分析根據(jù)圖3所示的基坑南、北側(cè)典型剖面，應用有限元分析軟件MIDAS-GTS建立二維有限元計算模型。考慮到開挖層存在軟土情況，采用HS-Small本構(gòu)模型進行有限元計算。本構(gòu)模型主要參數(shù)見表1。表中c為有效粘聚力，為有效內(nèi)摩擦角，refoedE為土體的切線模量，ref

所示的基坑南、北側(cè)典型剖面，應用有限元分析軟件MIDAS-GTS建立二維有限元計算模型。考慮到開挖層存在軟土情況，采用HS-Small本構(gòu)模型進行有限元計算。本構(gòu)模型主要參數(shù)見表1。表中c為有效粘聚力，為有效內(nèi)摩擦角，refoedE為土體的切線模量，ref50E為土體的割線模量，refurE為土體的卸載再加載模量，refoG為初始剪切模量，0.7γ為閾值剪應變，帶“*”的小應變參數(shù)采用文獻[16-17]建議方法取值。樁身水平位移計算結(jié)果如圖4所示。(a)基坑北側(cè)支護結(jié)構(gòu)剖面(profileofthesupportingstructureonthenorthside)(b)基坑南側(cè)支護結(jié)構(gòu)剖面(profileofthesupportingstructureonthesouthside)圖3基坑支護結(jié)構(gòu)剖面圖Fig.3Foundationpitsupportingstructure表1土層HS-Small模型參數(shù)Tab.1ParametersofHS-Smallmodelinsoillayer土層名稱(soilname)c′/kPa/(°)refoedE/MParef50E/MParefurE/MParef*oG/MPa0.7*γ/10-4雜填土(miscellaneoussoil)7213.83.823.41223淤泥質(zhì)土(muddysoil)291.72.011.5632黏土(clay)9154.25.628.91122礫砂(gravelsand)03518.018.056.02753由圖4所知，樁身水平位移有限元計算結(jié)果與實測值吻合較好，驗證了有限元計算的有效性。在此基礎上，改變算例中反壓土臺頂部寬度和底部寬度，保持其他條件不變，進行有限元計算。在有限元計算中，為對比分析和驗證開挖影響區(qū)域的準確性，將不規(guī)則的開挖影響區(qū)域按照等面積原則概化為某一寬度的土臺截面(見下文圖中開挖影響區(qū)域概化截面)。其中，北側(cè)開挖影響區(qū)域采用頂寬為

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