基于考慮強(qiáng)度各向異性的軟土基坑抗隆起穩(wěn)定性上限分析

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1、同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院碩士學(xué)位論文考慮強(qiáng)度各向異性的軟土基坑抗隆起穩(wěn)定性上限分析姓名：宋曉宇申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：巖土工程指導(dǎo)教師：黃茂松20070801摘要穩(wěn)定和變形是巖土工程領(lǐng)域兩個(gè)基本問(wèn)題?；娱_(kāi)挖支護(hù)即是基礎(chǔ)工程中的一個(gè)傳統(tǒng)課題，也是一個(gè)難題。隨著城市高層建筑和地鐵的建設(shè)，這個(gè)問(wèn)題提愈來(lái)愈突出?？又ёo(hù)開(kāi)挖坑底穩(wěn)定計(jì)算的方法主要由三大類，即：傳統(tǒng)的極限平衡法、非線性有限元分析、基于上限和下限的塑性極限分析本文研究的目標(biāo)是土體應(yīng)力應(yīng)變各向異性對(duì)軟土深基坑抗隆起穩(wěn)定性的影響。本論文的主要工作就是，從各向異性本構(gòu)模型出發(fā)，推導(dǎo)

2、軟土不排水強(qiáng)度公式，采用極限分析上限法，從各向異性的角度研究了土體強(qiáng)度各向異性和應(yīng)力主軸旋轉(zhuǎn)對(duì)軟土深基坑抗隆起穩(wěn)定性的影響。分析結(jié)論得知，在分析軟土深基坑開(kāi)挖抗隆起穩(wěn)定性分析的重要性及可行性本課題取得了如下創(chuàng)新性的研究成果：1．從各向異性本構(gòu)模型出發(fā)，推導(dǎo)軟土不排水強(qiáng)度公式，采用極限分析上限法，從各向異性的角度研究了土體強(qiáng)度各向異性和應(yīng)力主軸旋轉(zhuǎn)對(duì)軟土深基坑抗隆起穩(wěn)定性的影響。2．軟土深度基坑開(kāi)挖，基于不捧水強(qiáng)度的抗隆起穩(wěn)定性分析考慮土體強(qiáng)度各向異性的必要性和可行性。3．不考慮土體強(qiáng)度各向異性時(shí)，不論是基于軟粘土不排水強(qiáng)度隨深

3、度是否發(fā)生變化，計(jì)算的抗隆起安全系數(shù)均偏大，這樣直接導(dǎo)致整個(gè)基坑設(shè)計(jì)偏于不安全。4．運(yùn)用極限分析上限定理和土體應(yīng)力各向異性強(qiáng)度公式分析基坑抗隆起穩(wěn)定性，表明在各向異性比為l時(shí)，TetT．a(chǎn)ghi公式是上限分析，而B(niǎo)ejerrum-Eide公式并不是嚴(yán)格意義上的上限5．本文計(jì)算方法物理概念清晰，可以根據(jù)一般室內(nèi)三軸壓縮和拉伸試驗(yàn)或平面應(yīng)變壓縮和拉伸試驗(yàn)求出土體強(qiáng)度各向異性比代入計(jì)算；同時(shí)可以同時(shí)考慮天然軟土強(qiáng)度和前期有效固結(jié)壓力的關(guān)系。最后，關(guān)于進(jìn)一步研究的方向進(jìn)行了簡(jiǎn)要的討論．摘要關(guān)鍵詞：飽和軟粘土，各向異性，應(yīng)力主軸旋轉(zhuǎn)，基

4、坑開(kāi)挖，抗隆起穩(wěn)定性，上限分析。ⅡABSTRACT玎

5、estabilityanddisplacementarctwoclassiealproblemsingeoteehrticaleagineerin呂Fordeepexcavationsinsoftclay,thedesignofthelateralearthsupportsystemiSoftencontrolledbystabilityrequirements．Incurrentpractice．basicallytherealethreemethodsusedtoper

6、formstabilitycalculationsforbracedexcavations：(I)limitequilibriummethods；(2)nordinearfinite-elemcatmethods；(3)upperandlowerboundlimitanalysis．Themethodproposedinthispaperisusedtoanalyzethebasestabilityofdeepexcavationsinanisotropicsoftclay．ItiSderivedfromtheUpperbou

7、ndtheoryandstrengthreductiontheoryassumingthePrandtl’Ssoilslidefailuremodesuitableforacriticalbasalstabilitywhichcallconsidertheanisotropyandnonlinearfeatureofclays．1rI坨eomparisonbetweentheresultofthecurrentmethodandthenumericalresultspresentedbyHashashandWhittle(19

8、96)foranexcavationinnormallyconsolidatedBestonblueclay,demonstratesthemethod’Sabilitytosimulatethestrengthanisotropyandnonhomogeneityofsoilonthebasalstabilityofdeepexcavations．Furthermore，thismethodalsoshowsgoodaccuracyinback．a(chǎn)nalyzingthesafetyfactorfortwobasefailur

9、ecasesinShan曲aiandTaipeirespectively．Generallytheconclusionofthepapercallbesummarizedasfollows．11塢mainachievementsofthisthesisa∞aSfollows：