坑底饱和粘性土蠕变特性对基坑稳定性影响研究-论文.pdf

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1、18福建建设科技2014．No．4■地基基础工程坑底饱和粘性土蠕变特性对基坑稳定性影响研究黄志强(福建省建筑科学研究院福建省绿色建筑技术重点实验室福建福州350025)[摘要]通过对基坑底饱和粘性土蠕变特性的研究，提出了考虑被动土体的水平基床比例系数随时间指数衰减的模型．结合某工程实例，分析了在饱和粘性土的影响下围护墙的变形与坑底暴露时间的关系，结果表明：在坑底暴露期间，墙体的最大位移位于开挖面附近，暴露21天内，围护桩的位移和弯矩增长速度较为明显，21天后位移和弯矩的增长趋于稳定。[关键词]饱和粘性土；蠕变；围护墙；基坑开挖studyontheinfluence

2、ofsaturatedclaycreepinpitbottomonfoundationpitstabilityAbstract：Basedonthestudyofthecreepprope~yofsaturatedclaysoilinthe~undationpitbottom，themodelofhorizontalbasebedscalecoeficientsexponentialdecayovertimewiththepassivesoilwasputforward．Takeanengineeringforaexample，therelationshipbe—

3、tweenthedeformationofretainingwallunderthesaturatedclayandthetimeoffoundationpitbottomexposureisstudied，andtheresultsshowthat：duringtheperiodofexposure，themaximumdisplacementwallislocatednearexcavatedplane，retainingpilesdisplacementandmomentgrowthrateisobviouswithin21daysofexposing，wh

4、iledisplacementandmomentofgrowthremainedstableafter21days．Keywords：saturatedclaysoil；creep；retainingwall；foundationpitexcavation在基坑工程中，特别是对于深大基坑，在设计和施工中需要考虑土层的蠕变特性．围护墙背后受水土压力作用，墙前土受被动土压力作用，两者保持平衡时，基坑处于稳定．但是，墙前基坑内土体在被动土压力作用下，由于其蠕变特性，变形会随时间增长，当出现非阻尼蠕变时，坑内土体破坏，墙前土体失去对墙的约束作用，从而导致围护墙踢脚失稳．为

5、此针对基坑开挖到底时，基坑暴露期间围护桩的受力和变形随时间的变化规律需要进行研究，以便对其在底板浇筑前的变形和受力大小给与准确预测，为设计方案的选取和图1土体在不同应力水平下的曲线施工方案的制定提供依据和技术指导．Fig．1curvesofsoilunderdiferentstress1饱和软土的蠕变特性在采用杆系有限单元法计算内支撑围护桩的内力和变形试验和工程实践都表明，软土具有明显的蠕变特性．土时，围护桩将被理想化成杆系有限单元，围护桩与被动土的接的蠕变特性具体表现为在加载情况下，当荷载保持恒定时，土触用土弹簧进行模拟．土弹簧的刚度就是土的水平基床系数体的变形

6、会随时间增长而增加．土体的应力水平越高，其蠕或水平基床比例系数m。试验表明，土的水平基床系数k变特性表现得更加明显。图1为土体在大应力和小应力或水平基床比例系数m时随时间而变化的。情况下的变形曲线．阻尼蠕变指蠕变在某一时刻以后，变形孑L德志等，在对上海流变土体进行室内试验研究和现基本停止；非阻尼蠕变则表示蠕变将随时间急速增长，直至发场监测反分析研究，得出如下规律：粉质粘土的水平基床系数生破坏．％随时间而衰减，并最终趋向某一定值．本文针对特定_丁程，土体蠕变特性的显著程度与多种因素有关，其中较为主参照采用这一模型，提出如下假定：水平基床比例系数m随要的包括土的矿物成

7、份、含水量大小、应力历史和应力水平．时间而衰减，并最终趋向某一定值．粘粒成份高的土体，蠕变特性更为明显；含水量大的的粘土，m=m0[。+(1一a)e一](2—1)蠕变越明显；曾经固结的土层再次加载，其蠕变程度比未固结式(2—1)中，m一初始水平基床比例系数，n，6一通过试土层来得小，应力水平高的土层蠕变特性明显J．验或工程监测结果反演得到．2饱和软土的计算模型本工程中，取r几=6000kN／m，Ⅱ=0．246，b=0．184d～。描述饱和软土的蠕变模型有几十种之多，其中大多数是3工程概况采用土体的应力一应变一时间试验曲线建立起来的经验公该工程地面高程1．48～l_

8、97m，其