不同應(yīng)力路徑下土體強(qiáng)度特性試驗(yàn)研究與現(xiàn)場監(jiān)測分析.pdf

1、地下工程在開挖等施工過程中不可避免地對(duì)周圍土體及鄰近建筑物產(chǎn)生擾動(dòng)影響。長期以來,由于人們對(duì)地下基坑工程施工擾動(dòng)引起的周圍土體性質(zhì)的改變和施工中結(jié)構(gòu)與土體介質(zhì)的變形、失穩(wěn)、破壞的發(fā)展過程認(rèn)識(shí)不足,導(dǎo)致城市基礎(chǔ)設(shè)施在建設(shè)過程中產(chǎn)生基坑邊坡失穩(wěn)及坍塌等,并造成了人員傷亡等屢見不鮮的事故。
　　 為了研究地下工程施工過程中不同位置處受擾動(dòng)土體實(shí)際的應(yīng)力和變形狀態(tài),探討不同應(yīng)力路徑條件下土體的變形和破壞特性,本文針對(duì)北京地區(qū)典型粉土進(jìn)行

2、了室內(nèi)試驗(yàn)。試驗(yàn)共設(shè)計(jì)了四類,分別為常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)、等P壓縮試驗(yàn)、等壓固結(jié)減壓壓縮試驗(yàn)和偏壓固結(jié)減壓壓縮試驗(yàn),共完成了26組試驗(yàn)。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明在不同的剪切路徑下土體表現(xiàn)出不同的強(qiáng)度,在常規(guī)壓縮條件下其強(qiáng)度最高,減壓壓縮條件下的強(qiáng)度最低,等P壓縮條件下的強(qiáng)度在其兩者之間,剪切路徑對(duì)其強(qiáng)度的影響非常顯著。當(dāng)以(σ1－σ3)/p'歸一化時(shí),在相同剪切方式下,土體的強(qiáng)度具有很好的歸一化特性。
　　 不同固結(jié)圍壓、相同剪

3、切路徑下,試樣達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)在相同的應(yīng)力比下趨于穩(wěn)定,而且相同剪切方式下不同初始固結(jié)比對(duì)極限狀態(tài)下的穩(wěn)定應(yīng)力比幾乎沒有影響。與此相反,不同剪切方式即施工過程中處于不同位置處的土體所發(fā)揮的內(nèi)摩擦角具有顯著差異,即減壓壓縮條件下發(fā)揮的內(nèi)摩擦角最大,常規(guī)壓縮條件下發(fā)揮的內(nèi)摩擦角最小,等P壓縮條件下所發(fā)揮的內(nèi)摩擦角介于兩者之間,這種規(guī)律可能與不同剪切路徑影響下的剪脹特性密切相關(guān),在原狀土(黏質(zhì)粉土)中也發(fā)現(xiàn)相似的規(guī)律。但是砂土的試驗(yàn)結(jié)果卻表明,

4、砂土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)幾乎不受剪切路徑的影響,這與粉土的試驗(yàn)結(jié)果有所區(qū)別。
　　 為了模擬并行隧道分步開挖和并行開挖兩種方式即在不同應(yīng)力釋放程度下的實(shí)際變形究竟有多大差別,本文針對(duì)重塑粉土和原狀土進(jìn)行了不同剪切路徑下的變形特性試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明一次卸載應(yīng)力釋放較大的情況下得到的變形明顯比分步開挖卸載的變形大。因此,并行隧道施工中應(yīng)盡量避免同時(shí)施工的情況,采取分段分步開挖是較為合理的施工方式。
　　 基坑失穩(wěn)、坍塌曾造成人

5、員傷亡等悲慘的事故,也帶來了巨大的損失。為保證施工的安全、順利進(jìn)展,并盡量將現(xiàn)場監(jiān)測分析與室內(nèi)試驗(yàn)研究相結(jié)合,課題組選取了北京房山地鐵車站、西四地鐵車站等施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測,使得室內(nèi)試驗(yàn)研究與現(xiàn)場監(jiān)測分析互為補(bǔ)充和相互驗(yàn)證。房山地鐵現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果表明,基坑開挖邊卸邊堆時(shí)的變形明顯比沒有堆載時(shí)的大,這與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果完全一致。西四地鐵車站的監(jiān)測結(jié)果表明,基坑開挖中樁頂?shù)乃轿灰齐S施工工序的進(jìn)展而表現(xiàn)出不同的變化特征,總體上沒有影響施工的順利