双曲线土压力模型适用性分析及工程应用

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1、广东建材2010年第7期研究与探讨双曲线土压力模型适用性分析及工程应用周伟斌(广东建科建筑工程技术开发有限公司)摘要：双曲线±压力模型研究现状是理论研究落后于工程实践。本文计算和绘制各类型土层的土压力在不同位移模式下沿挡墙的分布曲线，总结曲线的变化趋势并与工程实测结果对比，得出两者变化趋势相近的结论。最后，通过试验结果和工程实例，进一步说明双曲线土压力模型在工程应用中的合理性。关键词：双曲线土压力模型：基坑；土压力；挡墙位移1双曲线土压力模型研究现状双曲线土压力模型是用双曲线拟合实测数据的土压力模型。双盐线土压力模型的现状是，理论研究落后于工程实践。双曲线土压力模型与杆

2、件有限元相结合的基坑计算方法已被成功运用到一些实际工程当中，如恒隆广场基坑工程(平面约25，000m2，深度18．2m)、广州海珠广场地铁站(长145．5m，标准段宽度21．1m，盾构井最宽为39．1m，基坑深度为26．5m)、扬州润杨大桥的深基坑方案设计(近似直径40m的圆形，深达40m)等。但自陆瑞明等[-]1997年首次提出双曲线土压力模型以来，对于双曲线土压力模型本身的合理性和适用性却鲜有研究。因此，研究双曲线土压力模型在不同地质条件下的适用性和合理性问题，对于进一步认识双曲线土压力模型的本质和指导工程实践有重要的意义。陆瑞明等[1】提出双曲线土压力模型，即用双

3、曲线拟合挡土结构位移与土压力之间关系的土压力计算模型。间。(5)与时俱进，因地制宜评价闭坑或即将闭坑矿床残余的铀资源量，提高资源利用率，减少环境污染。4．3找矿方向(1)构造、岩浆、蚀变“三位一体”是铀矿形成最有利的部位，也是寻找花岗岩型铀矿的靶区。(2)湘南的郴怀、耒临、湘粤下庄地区是一个铀矿高度富集的聚集区，是华南地区富铀矿分布区、铀矿床分布密度最大地区，区内“交点型”、碱交代碎裂岩型和群脉型铀矿是今后找矿的主要目标类型和找矿方向，其中下庄南部以寻找“交点型’’铀矿为主，北部以寻找碱交代碎岩型和群脉型铀矿为主。(3)湘粤边区诸广岩体南部呈北东向展布的南雄断表达式如公

4、式(1)所示。E=Eo+APAP2ⅡU(式1)K巨一Eo式(1)中U为土压力计算点处的径向位移，AP为土压力增量。当u≤0时：E—E。，K=K。=mah；当u≥0时，E=E同曲；Eo，kE，和分别为静止土压力、主动土压力和被动土压力，h为从地面算起的土层深度。二rIla--L．厂／t动区D旷主动区J—／．2a-g*图1土压力增量与径向位移的关系裂带、塘洞断裂带是区内两条大型控矿断裂带，带上硅化、碱交代、绿泥石化、水云母化极为发育，且多处有能谱、航空能谱及其它放射性异常晕圈，是寻找大型铀矿床的有利地段。●【参考文献】[1]湖南省地矿局，《湖南省区域地质志》[M]；北京，中

5、国地质出版社1990，1[2]邓平，沈渭洲，凌洪飞，等．地幔流体与铀成矿作用：以下庄矿田仙石铀矿床为例[J]．地球化学，2003．32[3]吴烈勤，谭正中．粤北下庄矿田富矿找矿前景探讨[J]．铀矿地质，2004．20[4]黄国龙，谭正中，吴烈勤，等．粤北花岗岩型早期铀矿特征及找矿意义[J]．华南铀矿地质，2000．1——9——研究与探讨广东建材2010年第7期粘性土己一霎m纩鼍田纠_ml●■●^●k呻“■■ntl●■■证謦‘-)图2土压力与位移关系(粘性土)如图1所示，ma和mP分别为主动区曲线和被动区曲线起始时的水平抗力系数的比例系数，文Ⅲ假定ma_mP=III，即假

6、定曲线在原点处的曲率连续。m值可参照《建筑桩基技术规i勘JGJ94-94中表5．4．5确定。2各类型土的土压力曲线为研究双曲线土压力模型的性质，选用二组土性指标分别代表砂性土和粘性土，如表1所示。把表中数据代入式(1)可得到计算点处土压力随位移变化的曲线，如图2和图3所示。袁1土性指标重度内摩土与支护结计算点土类别擦角粘聚力构摩擦角深度m(kN／m3)(kPa)(kN／m9(。)(o)(m)2000粘性土191520i010(4000)4000砂性土2030O2010(6000)从上图可以看出，双曲线模型可以较好地模拟各类土作用在挡土结构上的土压力随位移变化的规律，曲线

7、的特点总结如下：(1)曲线稳定性好，不同m值，不同深度处的曲线形状相似；(2)曲线可分为大致分为三部分，如被动曲线部分：从零开始有一段近似直线段(称初始直线段)，接着是过渡段(称始过渡曲线段)，最后是一段趋向平行于轴的直线段(称末直线段)。初始直线段主要与m值有关，末直线段主要由(0。lt--00)控制；(3)m值越大初始直线段越陡，过渡曲线段越短：(4)由于主动土压力增量△P。小于被动土压力增量AP。，所以相对于被动土压力曲线，主动土压力的初始直线段和过渡曲线段都较短。随着摩擦角的增大，这种差距越来越明显。一10一砂性土生M一奋aoo卅