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《基坑工程中地基土水平抗力比例系数m值的反分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、南京建筑工程学院学报1998年JournalofNanjingArchitecturaland第2期CivilEngineeringInstituteSumNo.45基坑工程中地基土水平抗力比例系数m值的反分析1)2)1)1)王旭东黄力平阮永平徐建龙(1)南京建筑工程学院勘测系,南京,210009;2)深圳市勘察研究院,深圳,518026;第一作者35岁,男,副教授)摘要提出一种建立在弹性抗力法基础上的地基土水平抗力系数的比例系数m值的反分析方法。根据基坑施工监测资料,用非线性单纯形方法反演地基土的m值,实例分析证明该方法简单可靠,易于实际工程应用。关键词深基坑;反分析;
2、比例系数m值中图号TU473.12基坑工程设计中,弹性抗力法(m法)已作为支护结构位移和内力计算的推荐方法被多本[1]规范(指南)采用。由弹性抗力法建立的深基坑计算分析方法能较好地模拟基坑开挖过程,在实际工程中得到广泛应用。弹性抗力法计算中m值的取值是关键,它直接影响着支护结构位[2][3,4]移和内力的计算结果。目前m的取值通常由经验公式和查表来确定。为了解决由于采用不同的计算公式和不同的规范在m的取值上存在的差异问题,本文提出一种建立在弹性抗力法基础上的地基土水平抗力系数的比例系数m值的反分析优化方法,根据基坑施工监测资料,通过非线性优化方法反演地基土的m值,从而使地基
3、土m值的确定建立在更合理可靠的基础上,它将提高计算分析的精度,有助于工程经验的积累。同时对设计方案和设计参数的合理性进行验证,并以此为依据修改设计和施工组织方案,对建立完整的深基坑信息化施工方案有着十分重要意义。1基坑开挖支护结构分析方法的建立根据基坑开挖过程中的不同工况(如图1),同时考虑基坑开挖产生的初始位移对支撑的影响及先支撑后开挖的施工原则,分别建立符合实际开挖过程的计算分析方法。在某一开挖工况下,根据土层分布、支撑及开挖面位置,将支护桩分为k个单元,分别对每一单元建立相应的坐标系(如图2所示)。则各单元的挠曲微分方程可表示为:开挖面以上4dyiEI4=ea(zi)
4、·bs0≤zi≤hii=1～k-1(1)dzi收稿日期:1997-08-22第2期王旭东等:基坑工程中地基土水平抗力比例系数m值的反分析49图1基坑开挖过程的不同工况开挖面以下4dykEI4+m·zk·b0·yk=eah0·bs0≤zk≤h0(2)dzk式中:EI——桩的抗弯刚度;m——地基土水平抗力系数的比例系数,地基土水平抗力系数ks=m·zk;bs——主动土压力的计算宽度,排桩取桩间距,地下连续墙取单位宽度;b0——支护桩计算宽度,排桩方形按b0=1.5b+0.5,圆形按b0=0.9(1.5d+0.5)确定,确定的计算宽度不应大于排桩间距,地下连续墙取单位宽度;ea
5、(zi)——开挖面以上第i个单元桩侧主动土压力强度分布函数,采用朗肯土压力理论计算;eah0——开挖面以下桩侧主动土压力强度分布函数。(1)式和(2)式的通解可表示为:23yi1ziziziai1Ti(zi)′2yi12zi3ziai21Si(zi)″=·+i=1～k-1(3)yi26ziai3EIRi(zi)yi6ai4Qi(zi)xAxExyk234M0′AEyk231=··Q0(4)EI″mAmEmyk21eah0EQykBQAQ50南京建筑工程学院学报1998年式中ai1、ai2、ai3和ai4为待定积分常数;Qi(zi)、Ri(
6、zi)、Si(zi)和Ti(zi)为荷载函数,分别为ziQi(zi)=∫eai(zi)dzi0zi2Ri(zi)=eai(zi)(dzi)0zi3Si(zi)=eai(zi)(dzi)0zi4Ti(zi)=eai(zi)(dzi)0Qi(zi)、Ri(zi)、Si(zi)/EI和Ti(zi)/EI分别表示i单元上从坐标原点到zi范围内作用在桩侧的主动土压力对zi截面产生的剪力、弯矩、相对于原点的转角和水平位移。[5]Bx、B、Bm、BQ、Ax、A、Am、AQ、Ex、E、Em、EQ为按“m”法计算时的无量纲系数,=5mb0为桩的变形系数。EIM0和Q0
7、分别表示开挖面处的桩的弯矩和剪力,待定。图2基坑开挖分析计算模型同时引入桩顶边界条件和支撑点处(或土层分层点处)及开挖面处的变形协调和静力平衡条件。即:1)桩顶处边界条件Mz=0=0Qz=0=0112)支撑点(或土层分层点处)yiz=h=yi+1z=0iii+1′′yiz=h=yi+1z=0iii+1第2期王旭东等:基坑工程中地基土水平抗力比例系数m值的反分析51″″EIyiz=h=EIyi+1z=0iii+1EIyizi=hi-EIyi+1zi+1=0=Tii=1～k-2,k>2*其中第i
