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1、柔性挡墙在砂性填土中的土压力试验研究第2l卷第4期1999年7月季粥《砂至码'..工fGeom程c.~calJu'21ly,eseJ0IB∞erirIg,I柔-胜挡墙在砂性填土中的土压力试验研究Anexperimentalstudyofeachpressureonret~ningwallinsandysoils刘蝗严雠靴工业喜肭,一;天源系,考r0L~LZ2-1_"中固法分类号"DJ432作者简介刘骁立,女,1%5年生,1996年在天津大学土术系获硕士学位,现为华北航天工业学院土木系付教授,从事深基础及基坑等课题研究.1前言
2、高层建筑的修建,使得深基坑开挖与支护的研究有了很大的发展,累积了不少宝贵的经验.但基坑支护设计理论还远未达到完善,存在不少问题需要进一步研究解决,而所有问题的关键是柔性挡墙上土压力的计算问题.土压力太小的确定,关系支护结构体系的内力和变形设计计算方法,从而直接影响支护结构的安全性,稳定性和合理性.同时叉直接影响着建筑物的造价.因此,寻找能够真实反映出深基坑支护结构的土压力大小及其分布规律是一个亟待解决的问题.本文的目的在于试图通过大型室内试验,模拟实际工况,弄清挡土墙上土压力的大小及其分布规律随变形的变化,以期完善挡土墙土压
3、力理论.2试验概述2.1试验内容及模型板桩设计(I)试验内容本试验探讨悬臂板桩及单锚板桩2种工况在砂土中随不同的挖土深度,土压力的强度分布规律.(2)模型板桩设计试验在长6Im,宽2.5m,深2.2m试验槽内进行,如图I.』呻∞∞=E三凰1横型板桩示意图F.1Ⅲl‰6m.fdmodelsh(~tpiles模型板桩采用各向均质的Ⅳ(聚氯乙烯)塑料板,沿槽宽度方向布设3块,每块高20m,宽0.8m,厚0.02m.经材料试验,其弹性模量=3.41×lN/
4、珊,抗弯刚度日=1.82xl08N?m.为满足平面变形条件,消除中间板的边界
5、效应,在3块模型板之间各放一充气胶囊.这样空阃因素由两侧的板消除.可保证中间一块模型板非常接近平面变形状态,故将量测点全部布置于中间一块板上,试验过程中跟踪采集数据.2.2试验用土试验用砂土为风干的海滨细砂,其有关参鼓见表i.表1试验用砂的有关指标TableIDataofthesandl1sedintheexperhnent23传感器设置及测试方法(1)土压力盒用于量测土压力的传感器是电阻应变式压力盒其主要规格如表2.表2电阻应变式压力盒主要规格1e2M血specificatlomofthesh"gaugeprcssttrc
6、cells在模型板后主动侧布设3列共22个土压力盒,其中在轴线处布设1列,间距l5.7cm,共l1个;两侧2列合计11个,为避免模型板截面被削弱,两侧压力盒位置交错布设,间距31.4C/tl.模型板前被动侧布设2列共l2个土压力盒,间距为t5.7cm,如图2.(2)拉力传感器-天津市自然科学基盎(o963607011)资助项目到稿日期}1997—09—22岩土工程l999年:昌●●一00000000暮00,,0,,0●00:):00::)008::).,,0,,00—0:),)一单位一50J1Z5IJ25JZ5J50IIll
7、lm800:被动土压力盘?锚拉杆0主动压力盒图2主动土压力盒,被动土压力盒及锚拉杆示意图№-2删0fthepr~sure∞activeandD日s日esideHdthehaoeIDds采用5t拉力传感器,量测在板顶有拉锚情况下在模型板上施加的锚拉力.布设于距模型板顶20处.(3)测试方法试验时,先在模型板两侧均匀填砂至板高1.8处,滞停数分钟后,待砂稳定后读取静止土压力值.之后,将模型板前的填砂分3层开挖,每层30.各时期的土压力强度值经微机数据处理后直接绘制成图形.3试验成果与分析讨论悬臂板,单锚板2种工况,试验采用的模型
8、墙,填砂及分层挖砂条件均相同.试验共计II组实测数据,其中悬臂板6组,单锚板5组.实测资料显示,每组数据一致性较好,分散性较小,说明量测数据是可靠的.依据每组试验资料进行均值计算,每种工况得到不同挖深的土压力强度图3组.土压力值随时问略有变化,图中资料采用稳定后的测值.3.I悬臂板上土压力图3a至3c为填砂稳定后各分段挖砂过程中.板上土压力的分布情况.从图中可见,在模型板主动倒(非挖土侧),其上部况向f80I60.14o.120-.】o0?,80-,6040'土鼬<::_{=2001501o050050lo0I
9、50200/(g'cmJ)/(gcm)围3a挖深30锄处土压力变化曲线F培3aV0Ⅱ0fea曲p玎璃u工eattIledug蛐,if30cm季.l}./-cm')/(g.cm一)图3b挖深6Dcm处土压力变化曲线Fig-3bVaCationofca~prc~samatdIlgdep【
