黄土地区有限土压力及其影响因素研究

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城市化的发展使得城市用地紧张,建筑物密度不断加大,造成拟建建筑物距离既有建筑比较近。相应地,拟开挖的基坑距离既有建筑物地下部分也比较接近,此时,基坑支护体系与既有建筑物地下部分之间的土体是有限的。经典的郎肯或库伦土压力理论均是建立在半无限土体假定基础上,因此并不适用于有限土体的土压力计算,本文针对有限土压力及其影响因素开展了理论与数值分析研究,主要工作如下:基于极限平衡理论,对有限范围内的土体分别建立了无粘性土和粘性土的有限土压力计算模型,并推导出相应的有限土压力的计算公式。通过实例计算分析表明:无论是粘性土还是无粘性土,在有限土体范围内,用有限土压力计算公式得到土压力强度都要小于经典理论计算的土压力强度,随着有限土体的宽高比增大,有限土压力向经典理论计算的土压力趋近,并且揭示了不同因素影响情况下的有限土压力变化规律。运用ABAQUS有限元软件模拟研究了邻近地下室刚性挡墙在平移过程中有限土体的主动土压力的变化以及分布问题,分析了有限土体宽度、土体的内摩擦角以及粘聚力对挡墙主动土压力的影响。通过数值计算与理论计算结果的对比分析,得出在有限土体情况下,挡墙主动土压力分布曲线与理论计算的有限土压力强度分布曲线类似,验证了理论计算结果的有效性和正确性。基于粘性土有限土压力计算公式,考虑基质吸力对非饱和黄土粘聚力的影响,计算分析了不同基质吸力作用下非饱和黄土的有限土压力,得到了有限土压力随基质吸力增大而减小的变化规律。
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