基于排土桩挤土效应研究

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文排土桩挤土效应研究姓名：胡伟申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：刘明振20060601西安建筑科技大学硕士论文排土桩挤土效应研究专业：岩土工程硕士生：胡伟指导教师：刘明振教授摘要排土桩广泛用于饱和土和非饱和土地基中，但其产生的挤土效应会对周边环境造成不利的影响，严重时可能造成邻近建筑物的开裂、道路隆起以及地下管线断裂等工程事故，这一直是困扰工程界的一个难题。因此，对排土桩的挤土效应及其防治措施的研究无疑具有非常重要的工程意义。本文分析总结了前人的研究成果，并在此基础上做了如下

2、工作：‘l、基于球形孔扩张理论，在大变形假定下，结合修正剑桥模型及水力压裂理论，通过最小耗能原理从能量角度推导出了饱和土中受排土桩挤土效应影响所形成的弹性区、塑性区、破坏区内应力、位移及超孔隙水压力分布的解析解，并分析了土的超固结比的影响。2、分析比较了Terzagi固结理论和Biot固结理论，并在弹性变形及上述解析解的基础上，结合Biot固结理论分析了理想弹塑性土体中排土桩按球形孔扩张后，桩周土体在固结过程中任意时刻土体内应力、位移及超孔隙水压力的变化和分布情况。3、基于半球形孔扩张理论，在大变形假定及考虑

3、士体体积变化的前提下，结合修正剑桥模型推导出了非饱和土中排土桩按半球形孔扩张后，土体中应力，位移分布的解析解，并分析了土的超固结比的影响。4、在前面分析的基础上，将非饱和土在扩张过程中的弹塑性界面上的扩张速度分为两部分，通过引入塑性波的概念求出了t时刻位于弹塑性界面上土体单元的位移速度，并推导出了塑性区内任意一点的位移速度与弹塑性界面上土体单元的位移速度比，在小应变的基础上给出了非饱和土中，匀速扩孔情况下，排土桩按半球形孔扩张至最终半径时，桩周围土体破坏区、塑性区半径的表达式以及任意一点应力、位移的表达式。5

4、、介绍了目前比较常用的减少排土桩挤土效应的工程措施，并在理论推导的基西安建筑科技大学硕士论文!!!!!!!!!!s!!!!!!s!!!!!!!!!!!!!!!!!s!!!!!!础上着重分析了预钻孔这项施工措施的有效性。最后指出了文中理论推导所存在的不足之处，并对进一步的研究工作提出了一些建议。关键词：排土桩、挤土效应、圆孔扩张理论、应变路径法、有限元法、超孔隙水压力、修正剑桥模型、相关联流动法则、超固结比、大变形、固结理论、扩孔速度、预钻孔n西安建筑科技大学硕士论文STUDYoNCoMPACTINGEFFEC

5、TSoFDISPLACEMENTPILESpecialty：GeotechnicalEngineeringName：HUWeilnstructor：LiuMiuzhenABSTRACTDisplacementpileiswidelyusedinbothsaturatedandun-saturatedsoils．However,thecompactingeffectscausedbyitmayhavesevereinfluenceonsurroundingenvironmentwhichwouldresultt

6、othecrackingofneighborhoodbuildings，theupheavingofroads，theruptureofundergroundcanalsandSOforth．Itisalwaysadifficultproblemwhichpuzzlesengineersandresearchers．Sothestudyonthecompactingeffectsofdisplacementpileandthemeasurementswhichcandecreaseitwillbeveryme

7、aningfultopractice．Thispaper，firstly，analyzingandsummarizingtheworkhasbeendonebyfaronthispoint，andthen，onthebasisofthat，furtherworkswhichrankasfollowshavebeendone．Firstly，onthebasisofthetheoryofsphericalcavityexpansionandlarge-strainpresupposition，combining

8、withtheModifiedCambridgeModelandthetheoryofWaterPowerCrackingandfollowingtheLeastConsumptionPrincipletogofromtheviewpointofenergy，theanalytiealexpressionsofthestress，displacement，excessporewaterpressur