文档介绍：同济大学交通运输工程学院
博士学位论文
受承压水作用的软土基坑突涌破坏机理及判定方法
姓名:孙玉永
申请学位级别:博士
专业:道路与铁道工程
指导教师:周顺华
20090701
摘要近年来随着基坑丌挖深度的增加,基坑突涌问题已逐渐成为业内关注的焦点。但是,由于缺乏合理的理论指导及其本身的复杂性,对于如何判定基坑抗突涌稳定还没有统一的认识。本文以上海世博轴深大基坑工程为背景,主要研究软土地区承压水基坑的突涌破坏模式及作用机理,并在此基础上寻找基坑抗突涌稳定的判定方法。主要研究内容和研究成果如下:,进行了不同隔水层、不同坑内桩基类型和平面布置等对突涌稳定影响的试验研究。试验结果表明,软土地区承压水基坑突涌破坏模式主要有三种,即接触面涌水涌砂破坏、整体顶升破坏和表面堇胄哪P褪匝榻峁袄砺鄯治觯沂玖顺醒顾臃⑸滞挥破坏模式的力学机理,即隔水层土体与地下结构接触面发生水力劈裂、接触面或附近土体发生剪切破坏以及隔水层土体发生复合的拉剪和剪切破坏。幽诟羲阍谪⑼谛逗珊拖虏砍醒顾沽ψ饔孟拢砻嫱撂寤岢鱿拉应力。通过分析认为土体在内部出现拉应力时的破坏为“拉剪破坏”,;在此基础上,提出了利用常规剪切强度指标和缈及土体的单轴拉伸强度慈范ɡ羟慷戎副顽浚的方法;根据上海④层淤泥质黏土的特性,利用自行设计的挤出拉伸试验装置,得到了其在特堇胄氖匝楹褪夷谀P褪匝榻峁糠治隽烁羲阈灾省⒆型及平面布置、基坑平面尺寸对突涌稳定的影响。结果表明:上海地区④层灰色淤泥质黏土层较易发生整体顶升破坏,而⑥层暗绿色粉质黏土层发生表面砂沸破坏的概率较大;坑内存在桩基时,基坑主要发生接触面涌水涌砂破坏;在保证灌注桩施工质量以及预制桩与周围土体充分固结情况下,桩对基坑抗突涌稳定性具有积极的作用;基坑平面尺寸对其抗突涌稳定具有明显作用。提出将隔水层、桩基和围护结构作为一个系统来分析基坑的抗突涌稳定,且将影响基坑抗突涌稳定的因素分为系统强度和系统刚度。诶胄氖匝榛∩希岷嫌邢拊J的D猓曰臃⑸宥ド苹时的破裂面形式进行了研究,建立了破裂面形式与接触面强度指标之间的关系;砂沸破坏。定条件下的拉剪强度指标。摘要
在此基础上,通过理论推导得到了基坑发生整体顶升突涌破坏的定量判定方法;根据承压水基坑突涌破坏机理及土体的拉剪强度指标,推导了基坑发生表面砂涌M诠淌峭撂宓男逗晒蹋撂逶谛逗晒讨惺瞧毡榇嬖诓余应力的。在既有试验成果的基础上,建立了开挖卸荷引起坑内土体残余应力的简易计算公式,提出了被动区土压力、土体强度以及土与地下结构接触强度的计算新方法,明确了开挖卸荷对基坑抗突涌稳定的影响。关键词:基坑;承压水;突涌;屈服准则;水力劈裂;丌挖卸荷;残余应力沸突涌破坏的判定公式。摘要
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第滦髀研究背景及研究意义致基坑工程事故最直接的原因之一。现有统计资料显示【¨】,约有%的基坑事近年来,随着城市建设的蓬勃发展,愈益要求开发三维城市空间,于是各类用途的地下空间如雨后春笋般涌现,诸如高层建筑多层地下室、地下铁道及地下车站、地下变电站、地下停车场、地下街道、地下仓库、地下民防工程以及多种地下民用和工业设施等。丌发和建造这些地下空问和设施,首先要进行的就是大规模的深基坑开挖。随着人类对地下空间的不断开发利用,基坑工程的开挖深度越来越深、面积越来越大,且丌挖施工的地质条件和周围环境也益复杂,工程事故率和损失也越来越大【。在深基坑工程中,一项事关全局的工作就是地下水防治,特别是在沿海地区,地下水是深基坑工程的天敌,是导基坑工程中有关的地下水按其埋藏条件一般包括上层滞水、潜水和承压水三类,其中,承压水是地表以下充满于两个稳定隔水层之