降雨条件下膨胀土与土钉支护结构相互作用研究

《降雨条件下膨胀土与土钉支护结构相互作用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级降雨条件下膨胀土与土钉支护结构相互作用研究研究生姓名：李建华指导教师姓名、职称：祝方才教授学科专业：岩土工程研究方向：深基坑开挖及新型支挡结构湖南工业大学二零一零年六月十六日万方数据分类号密级降雨条件下膨胀土与土钉支护结构相互作用研究StudyonInteractionBetweenExpansiveSoilandSoilNailingConsideringRainfallEffect研究生姓名：李建华指导教师姓名、职称：祝方才教授学科专业：岩土工程研究方向：深基坑开挖及新型支挡结构湖南工业大学二零一零年六月十六日-2-万方数据湖南工业大学学位论文原创性声明本人

2、郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：年月日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名：日期：

3、年月日万方数据万方数据摘要自从上世纪90年代以来，随着城市建设的发展，或为了使用方便，或因为地皮昂贵，或为了符合建设管理规定及人防要求，我国的工程建设不得不向地下和地上发展。接着高层建筑和市政工程的大量涌现，必然需要大量的基坑产生。在我国中、小城市，特别是大城市、沿海城市尤其是特区，随着建筑趋向高层化，地下的发展需求量越来越大，基坑逐渐向大深度方向发展。对于工程地质条件十分复杂，基坑的开挖会产生较大的位移和沉降，对周围建筑物、市政和地下管造成影响，特别是降雨、震动等外界因素的影响对基坑的稳定性很不利。对于基坑维护的方法很多，然而由于土钉支护经济，结构简单可靠且工期较短等优

4、点，使得土钉支护在基坑围护、边坡支护、隧道围岩支护中迅速得到推广和应用。依托湖南省教育厅科学研究基金资助项目（03C579）的课题研究，本文开展了降雨条件下膨胀土与土钉支护结构相互作用研究工作。通过室内试验、模型试验、有限元分析相结合的方法进行了研究，主要取得如下几个方面的结论和创新成果：（1）基于非饱和三轴试验系统，对不同含水量情况下南宁非饱和膨胀土的强度特性进行研究。研究表明：在定围压下，低含水量时的应力应变曲线呈微应变软化型，高含水量时的应力应变曲线呈应变硬化型；在低含水量的情况下高围压下的曲线呈应变硬化型，而低围压下剪切的试样其应力—应变曲线随着轴向应变的增加呈现

5、出微弱的软化趋势。土体的抗剪强度对含水量的变化敏感性较大。随着含水量的增大，膨胀土的摩擦角线性减小；其粘聚力随含水量的增加先是增大，在最优含水量粘聚力达到最大值，随后随着含水量的继续增加，粘聚力逐渐减小。（2）通过改进的室内直剪试验，分别对南宁膨胀土和株洲红色粘土与混凝土块接触面进行直剪试验。试验研究表明：两者都可以用Mohr－Coulomb准则来描述接触面的强度，接触面的强度指标随干密度和直压力的增加而增大，随含水量的增加而降低。不同的是膨胀土接触面的剪切曲线呈加工软化型，而红色粘土接触面的剪切曲线呈加工硬化型。I万方数据（3）通过建立室内模型实验，研究了土钉支护膨胀土

6、边坡中不同含水量情况下的土钉受力特性、面板水平位移以及面板土压力变化规律。试验研究表明：土钉支护面板位移沿高度方向上呈中间大，两头小的抛物线形；由于膨胀土的吸水膨胀特性，坡顶向上隆起；对面板水平位移与含水量的回归分析，得知其与含水量的对数线性相关；土钉的存在，改变了边坡的应力分布，面板土压力的大小是基本是Rankine公式计算值的0.6倍。（4）基于大型有限元计算软件ADINA对试验模型进行数值仿真模拟分析，由计算结果与实测结果分析得到以下结论：模拟计算得到的土钉轴力、边坡位移与试验实测数据相吻合，说明本文的有限元模型是正确的，所以运用有限元软件来模拟计算实际工程，具有较

7、高的应用价值。关键词：膨胀土；土钉支护；模型试验；有限元分析；位移；轴力II万方数据ABSTRACTAlongwiththedevelopmentofurbanconstruction,duetoitsconvenience,orhighcostoftheland,orforcomplyingwithbuildingregulationsandcivildefenserequirements,undergroundprojectsareprovokedinChinasince90’satthelastcentury.Follo