擋土結(jié)構(gòu)附加土壓力與位移關(guān)系的試驗(yàn)研究與數(shù)值分析.pdf

1、擋土結(jié)構(gòu)土壓力大小和分布與墻土變形有關(guān)。擋土結(jié)構(gòu)尤其是基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展關(guān)鍵在于正確認(rèn)識(shí)擋土結(jié)構(gòu)土壓力與墻土變形的內(nèi)在聯(lián)系并準(zhǔn)確計(jì)算作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力。現(xiàn)有理論表明土壓力越大，擋土結(jié)構(gòu)位移越大，然而大量的工程測(cè)試及數(shù)值分析表明，對(duì)于基坑某一邊，中部位移大，實(shí)際土壓力小，而角部擋土結(jié)構(gòu)位移很小，實(shí)際土壓力卻很大。由此，目前基坑變形采用實(shí)有土壓力的計(jì)算理論的合理性是值得商榷的，而采用附加土壓力分析水平荷載作用下?lián)跬两Y(jié)構(gòu)和土

2、體變形可能更為合理。本文采用室內(nèi)模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對(duì)擋土結(jié)構(gòu)土壓力與位移進(jìn)行了研究，探討了擋土結(jié)構(gòu)實(shí)有土壓力、附加土壓力與位移之間的關(guān)系。主要進(jìn)行了如下工作:
　　1.對(duì)擋土結(jié)構(gòu)土壓力與位移的現(xiàn)有研究成果進(jìn)行綜述，提出導(dǎo)致土體和擋土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)向變形的是附加土壓力而非實(shí)有土壓力，應(yīng)采用附加土壓力計(jì)算擋土結(jié)構(gòu)與土體位移。
　　2.進(jìn)行了擋土結(jié)構(gòu)土壓力與位移關(guān)系的室內(nèi)模型試驗(yàn)。根據(jù)啟明星軟件分析結(jié)果確定擋土板的厚度以及

3、基坑開挖深度，進(jìn)行多次干砂填料的基坑開挖試驗(yàn)，量測(cè)擋土結(jié)構(gòu)的土壓力與位移，計(jì)算擋土結(jié)構(gòu)彎矩，研究擋土結(jié)構(gòu)土壓力、位移、彎矩的大小和分布，探討土壓力隨位移的變化規(guī)律。
　　3.開展了柔性擋土結(jié)構(gòu)土壓力與位移關(guān)系的有限元數(shù)值分析。利用非線性有限元軟件ABAQUS建立平面有限元模型，模擬填土為砂土的基坑開挖過程，對(duì)平面應(yīng)變情況下的柔性擋土結(jié)構(gòu)土壓力與位移進(jìn)行數(shù)值分析。探討基坑應(yīng)力場(chǎng)與位移場(chǎng)隨開挖進(jìn)度的變化，分析土壓力隨位移的變化規(guī)律。<

4、br>　　4.對(duì)比試驗(yàn)實(shí)測(cè)值與數(shù)值計(jì)算結(jié)果，得到擋土結(jié)構(gòu)位移與土體位移一致，滿足變形協(xié)調(diào)原理。繪制附加土壓力與位移的關(guān)系曲線，提取不同區(qū)域不同測(cè)點(diǎn)處的應(yīng)力路徑，通過函數(shù)擬合得到考慮位移的土壓力計(jì)算公式，深入分析擋土結(jié)構(gòu)實(shí)有土壓力、附加土壓力與位移之間的關(guān)系。
　　5.建立有限元模型，對(duì)不同位移模式下剛性擋土結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬，分析不同位移模式下剛性擋土結(jié)構(gòu)土壓力大小和分布以及土壓力隨位移的變化，探討實(shí)有土壓力、附加土壓力與位移之間的