非饱和土深基坑变形机理研究

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1、河北工业大学硕士学位论文非饱和土深基坑变形机理研究姓名：刘浩申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：窦远明20071101河北工业大学硕士学位论文非饱和土深基坑变形机理研究摘要非饱和土在我国分布广泛，但目前对非饱和土的各项研究尚不成熟，大多成果只停留在实验室中，很难在实际工程中推广应用。本文针对当前高层及超高层大型工程建设中存在的大量非饱和土深基坑问题，探究土体含水量变化将如何对土体强度参数、非饱和土深基坑变形、稳定性产生影响。以“含水量→抗剪强度参数→基坑变形→稳定性分析”为研究思路，本文主要做了以下几点工作：1．为了便于实际工程应用，通过常规UU三轴试验寻

2、找土体含水量（饱和度）与非饱和土抗剪强度参数（粘聚力）间的变化规律，并对结果进行幂函数拟合，得到了较好的线形。2．在此基础上，应用PLAXIS有限元分析软件对非饱和土深基坑开挖变形进行数值模拟。计算结果显示，随含水量的增大，基坑顶部地面沉降和挡土墙水平变形有增大趋势；而坑底土体的隆起变形则逐渐减小。考虑坑顶地面沉降和挡土墙的水平变形，初步建立坑底土体隆起变形的估算公式。3．按照现行规范中的计算规定，在不同含水量条件下，计算了基坑的稳定性安全系数。分析含水量变化对基坑稳定性的影响。超过某一含水量（w=16.60%）时，基坑抗倾覆稳定性安全系数明显减小。4．利用同济

3、大学估算坑底隆起变形经验公式，计算出不同含水量条件下的坑底隆起变形量。通过与数值计算结果比较，经验公式的计算结果明显偏大，但两种方法的计算结果相对稳定，隆起变形有相同的变化趋势。综上所述，可知含水量变化对非饱和土体及基坑变形产生了一系列的影响。某些情况下会使变形或安全系数成倍的增加或降低。因此，研究含水量变化对深基坑变形的影响，具有很重要的工程意义，为目前及以后的非饱和土深基坑施工、设计和评估管理提供可靠的科学理论依据。关键词：非饱和土，深基坑，有限元，HardeningSoil本构模型，变形机理，基坑稳定性验算i河北工业大学硕士学位论文StudyontheDe

4、formationMechanismofDeepFoundationPitintheUnsaturatedSoilABSTRACTThedistributionofunsaturatedsoilisverybroadinourcountry,however,plentyofresearchingresultsjuststayinginlaboratory,becausevariousresearchofunsaturatedsoilisunabletoovercomeprematureactualapplicationofengineeringatpresent

5、.Aimingattheproblemsofdeepexcavationintheunsaturatedsoilinconstructionofhighandhigh-risebuilding,thispaperresearchonhowstrengthparametersofsoilmass,deformationofdeepexcavationintheunsaturatedsoilandstabilityofpitareaffectedbychangeofsoilwatercontent.“Watercontent→parametersofshearstr

6、ength→deformationofpit→stabilityanalysis”asthoughtsofthispaper,andithasthesecharacteristic:1.Forbeingeasytouseofactualapplication,itsearchforlawbetweenchangeofsoilwatercontent(saturation)andshearstrengthparameters(cohesion)ofunsaturatedsoilwithunconsolidationandundrainagetriaxialtest

7、,andadoptregressionpowermodeltofitthecurveoftestresults.Afteranalysisoftestresults,hereisacertainwatercontent(w=16.60%)invariouswatercontents.Ifasoilwatercontentbeyondthewatercontent,strengthparameters(cohesion)ofsoilappearadistincttendency.2.Onabovebasis,intheunsaturatedsoilconstruc

8、tiondeformat