浸水条件下有限宽度无粘性土主动土压力模型试验研究

发布时间：2020-07-26 08:48

【摘要】：随着城市地下空间的进一步开发,城市用地越发紧张,建筑密度逐渐变大,新建基坑围护结构与已有建筑地下结构之间间距过短的情况时有出现。此时,拟开挖基坑与已有建筑物之间的土体成为有限土体,传统的半无限土体土压力理论已变得不再适用。此外,虽然已有研究工作包含理论和试验两个方面,但所研究土体条件较为单一,并没有考虑基坑支护结构后土体饱和的情况。我国沿海城市的地下水位比较高,所建设的挡土结构往往处于饱和地层,此时墙后土体存在静水压力,甚至渗流和超静孔隙水压力的影响。因此,本文以静水条件下墙后有限宽度饱和无粘性土体的主动土压力为研究对象,开展了模型试验及有限元分析两方面的研究,主要研究工作及结论如下:(1)采用自主研究设计的模型箱,开展了墙后饱和无粘性土体在RB、T、RT这三种位移模式下的主动土压力试验,对土体破坏形式和土压力分布规律进行了分析。试验结果表明,三种位移模式下,有限土体宽度较窄时破裂面被固定挡墙截断,随着填土宽度的增加破裂面开始延伸至填土表面,并最终稳定于库伦破裂面内侧。土压力测试结果反映,三种位移模式下的有限土体土压力分布均明显小于水土分算值,后随填土宽度的增加而逐渐接近水土分算理论值;绕墙底转动时土压力分布接近三角形分布,平动时土压力随土体宽度增加渐呈“勺型”分布,而绕墙顶转动时则呈“S”型分布规律。(2)通过ABAQUS建立了墙后有限宽度饱和无粘性土体的二维模型,模拟了RB、T、RT这三种经典位移模式下墙后土体塑性区的发展情况以及不同墙后填土宽度n对主动土压力强度沿墙高分布的影响,所得结果与模型试验结果相近。此外,针对RB模式,探讨了墙土外摩擦角?对挡墙上主动土压力的影响,并将临近地下室外墙侧压力同活动挡墙上土压力进行了对比,结果表明:当墙后土体宽度较小时,墙土之间摩擦角?对主动土压力分布影响较为明显,主动土压力随着?的增大而减小,且减小的幅度较大,随着墙后填土宽度的增加,外摩擦角?对主动土压力的影响逐渐减小;活动挡墙主动土压力分布曲线和临近地下室外墙侧土压力分布曲线在挡墙上部一定高度范围内重合,而在重合临界点深度以下范围,地下室外墙侧压力明显大于活动挡墙主动土压力。
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU41;TU432

【参考文献】

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本文编号：2770545