浅论复杂地基条件下基坑抗隆起稳定分析的临界宽度法研究

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1、天津大学硕士学位论文复杂地基条件下基坑抗隆起稳定分析的临界宽度法研究姓名：赵怀宇申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：王成华20070601摘要为了提高深基坑抗隆起稳定设计的可靠性，推导计算抗隆起稳定安全系数方法一复杂临界宽度法，给出综合考虑地下水位、非饱和土、土的成层性和抗剪强度的各向异性的理论解答。利用有限元法，对基坑隆起破坏状态的参数进行研究。根据Wmaghi地基承载力理论的滑移线假定，针对基坑隆起破坏均为单面滑动失稳的实际情况，将SekigIld畦．Ohm本构基础上得到的平面应变条件下的不排水剪强度应用到滑移线场理论中求得沿滑移线上

2、的各向异性剪切强度，再结合Mohr-Coulomb强度理论和非饱和土强度理论，提出了复杂地基条件下对应于抗隆起稳定最小安全系数的临界宽度概念。利用ABAQUS有限元分析软件建立平面应变条件下的基坑模型，综合考虑墙、土接触模型以及支撑刚度、位置等因素的影响，从基坑的深宽比、坑底到基岩的软土厚度、墙体插入深度、墙体的刚度的变化入手，以基坑土体的粘聚力和内摩擦角为坐标变量描绘基坑的隆起破坏状态曲线。．根据临界宽度法，对影响基坑抗隆起稳定问题的因素进行了参数分析。通过初步工程应用对比分析，证明了所建议新方法有可行性和工程实用意义。利用新的基坑隆起破坏状

3、态的理论判据，更准确的找到破坏状态的基坑几何参数和墙、土的物理参数。对于基坑隆起破坏状态的参数分析，明确了墙体的刚度是较重要因素，并在以基坑土体的粘聚力和内摩擦角为轴建立的坐标系中，破坏状态曲线是向下凸出的。当基坑土体内摩擦角大于一定的数值或粘聚力高于一定数值时，基坑不会出现隆起破坏，具体定值根据墙体刚度而异。关键词：抗隆起稳定性；临界宽度法；安全系数；有限元法；参数分析ABSTRACTInordertoimprovedesignagainstthebasalheavefailureoffoundationpits，anewmethodwhic

4、hiscagedcriticalwidthmethod(CWM)forcalculatingthefactorofsafetyagainstbasalfailurewassuggested．Further,groundwater,unsaturatedsoil，anisotropyofundrainedshearstrengthandstratificationWastakenintoaccountinCWM，consequentlytheoreticsolutionofminimumfactorofsafetyandcriticalwidth

5、Wasdeduced．Inaddition,parametersofbasalfailurestatewerestudied,employingfiniteelementmethod．Consideringthestatethatonlyasingle-sidedheaveslidsurfaceexistsinrealcasesoffailure，assumingslidingmechanismsaccordingtoTerzaghi’Stheoryoffoundationbearingcapacity,undrainedshearstreng

6、thinconditionofplanestrainbasingonSekiguchi—Ohmconstitutivemodelappliedtosliplinefieldtheorytodeduceanisotropicshearstrengthonslipline，incombinationWimMohr-Couiombshearstrengththeoryandunsaturatedsoilshearstrengththeory,theconceptofcriticalwidthcorrespondingtotheminimumfacto

7、rofsafetyWassuggested．EmployingABAQUSfiniteelem．entsoftware，theplanesU”ainfoundationpitmodelWasestablished,consideringeffectofsurfacecontactmodelbetweenwallandsoilandstiffnessandlocationofsupport．Sequentially,theratioofthedepthtothewidthoftheexcavations，thethicknessofthesoft

8、soillayerbetweentheexcavationbaseandhardstratum,thedepthofthewallsinsertedb