【摘要】：寒冷地區(qū)越冬基坑工程需考慮土體凍脹影響,當(dāng)凍脹產(chǎn)生較大的水平凍脹力時將引起支護(hù)結(jié)構(gòu)水平變形劇增、出現(xiàn)裂縫或局部剪斷,嚴(yán)重時可造成基坑坍塌,直接威脅基坑安全。本文選取懸臂樁支護(hù)結(jié)構(gòu)為研究對象,基于FLAC3D數(shù)值模擬軟件研究水平凍脹力的分布模式及其影響因素。水平凍脹力分布模式:水平凍脹力沿樁長出現(xiàn)上下小、中間大的拋物線型分布。在1/3~2/3坑深范圍內(nèi),出現(xiàn)最大力值,其最大值可達(dá)初始土壓力的十倍左右。各影響因素:(1)溫度影響:負(fù)溫越低水平凍脹力越大,呈拋物線型分布模式。樁頂出現(xiàn)最大水平位移,不同溫度下,樁頂最大位移與最大水平凍脹力呈線性作用關(guān)系。(2)土類影響:粗砂、黏土、粉質(zhì)黏土和粉土最大水平凍脹力有很大區(qū)別,其力值大小依次為粗砂黏土粉質(zhì)黏土粉土,開挖范圍內(nèi),粗砂產(chǎn)生的水平凍脹力呈現(xiàn)先增加,后保持穩(wěn)定的變化趨勢,而粉土、粉質(zhì)黏土和黏土,呈現(xiàn)的規(guī)律則為先小、后大再變小,呈拋物線型分布。(3)土體密度影響:隨密度增加凍脹力增大,最大水平凍脹力與對應(yīng)的土體密度之間呈二次函數(shù)關(guān)系。(4)含水量影響:超過一定值以后,土體產(chǎn)生凍脹力,凍脹力的大小隨含水率增加而增加,最大水平凍脹力與含水率之間呈冪函數(shù)關(guān)系。(5)支護(hù)樁剛度影響:隨樁體剛度增加,土體約束作用明顯增強(qiáng),樁頂水平位移不斷減小,但水平凍脹力卻持續(xù)增大。(6)開挖深度影響:基坑在不同的開挖深度下,形成的水平凍脹力有較大區(qū)別,深度越深力值越大,二者呈二次函數(shù)的關(guān)系。
[Abstract]:The effect of soil frost heaving should be considered in the engineering of wintering foundation pit in cold area. When frost heave produces large horizontal frost heaving force, horizontal deformation of supporting structure will increase sharply, crack or local shearing will appear, and foundation pit collapse may be caused when frost heaving is serious. It directly threatens the safety of foundation pit. In this paper, the cantilever pile supporting structure is chosen as the research object, and the distribution mode of horizontal frost heave force and its influencing factors are studied based on FLAC3D numerical simulation software. Horizontal frost heave force distribution model: horizontal frost heave force along the length of the pile up and down a large parabola distribution. In the depth range of 1 / 3 / 3 / 3, the maximum value is about 10 times the initial earth pressure. The influencing factors are as follows: (1) temperature influence: the lower the negative temperature, the greater the horizontal frost heaving force, and the parabola distribution pattern. The maximum horizontal displacement occurs at the top of the pile. At different temperatures, the maximum displacement of the pile top is linearly related to the maximum horizontal frost heaving force. (2) the influence of soil: coarse sand, clay, silty clay and silty clay have great differences in the maximum horizontal frost heaving force. In the excavation range, the horizontal frost heaving force produced by coarse sand increases first, then keeps stable change trend, but the rule of silt, silty clay and clay is small first, (3) the effect of soil density: the frost heave force increases with the density, and the relationship between the maximum horizontal frost heave force and the corresponding soil density is quadratic. (4) the effect of water content: when the soil density exceeds a certain value, The magnitude of frost heave force increases with the increase of water content, and the maximum horizontal frost heave force and moisture content show a power function relationship. (5) the influence of supporting pile stiffness: with the increase of pile stiffness, the restraint effect of soil is obviously enhanced. The horizontal displacement of pile top decreases continuously, but the horizontal frost heave force increases continuously. (6) the influence of excavation depth: under different excavation depth, the formation of horizontal frost heave force is quite different, the deeper the depth is, the greater the value of the force is, the relationship between them is a quadratic function.
【學(xué)位授予單位】：吉林建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU753

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本文編號：2166031