考虑临河有限土体与水位影响的基坑支护土压力研究

摘要

随着城市土地资源的日趋紧张，越来越多的建筑物不得不临河、临湖而建，开挖基坑边缘距离河流较近，构成有限宽度土体，此时作用在基坑支护上的土压力若仍按朗肯或库伦土压力理论计算，会与实际情况差异较大。本文针对基坑紧邻河流情况下支护土压力问题展开研究，主要工作与结论如下： 1.针对基坑与河流之间构成有限土体的情况建立计算模型，将墙土界面摩擦以及水位高度、河床坡角等因素考虑在内，然后基于极限平衡理论对滑裂土体进行受力分析，假设滑裂面为一平面，推导出临河情况下有限土体主被动土压力的计算公式。探究所求得公式的适用范围，并根据破裂面被截断的位置对一些特殊情况进行分析，推导出适用其土压力计算的方法，最后进行归纳总结。 2.通过室内模型试验对临河基坑的开挖进行了模拟，研究各步开挖、支护结束后挡土墙的位移以及作用在其上的土压力分布情况。通过自制木模型控制河床坡角，河流槽中的水头高度模拟河流水位，探究临河距离、河床坡角、水位高度等因素对支护土压力的影响；观察基坑破坏模式，与计算模型基本一致，进一步验证了本文计算方法的合理性。 3.对临河有限土体情况下的基坑开挖进行有限元数值分析，采用模拟基坑开挖较好的PLAIXS软件进行模拟，选用小应变土体硬化模型。探究土体参数、临河距离、水位高度、河床坡角等因素对支护土压力的影响，将数值模拟结果与本文方法、前人方法对比，本文方法更为符合。 4.在理论分析与数值模拟的基础上，结合实际工程进行分析，将支护位移以及坑底隆起的实测数据与数值模拟结果相比对，证明了数值计算模型的合理性，其支护土压力在一定程度上可以认为与实际土压力相符，研究其分布规律并与本文计算方法结果相对比，整体趋势相近，理论值略大。

目录

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第一章 绪 论

1.1研究背景及意义

1.2土压力理论研究现状

1.3本文主要内容及创新点

第二章 临河条件下有限土体的土压力计算

2.1引言

2.2 计算模型与主动土压力计算

2.3计算模型与被动土压力计算

2.4 计算方法小结

2.5 算例分析

2.6本章小结

第三章 临河基坑开挖模型试验

3.1引言

3.2试验目的及内容

3.3模型试验设计及制作

3.4试验过程

3.5试验数据整理及分析

3.6计算公式与模型试验结果对比

3.7本章小结

第四章 临河基坑支护土压力的数值模拟研究

4.1引言

4.2有限元软件介绍

4.3数值模型的建立

4.4数值模拟结果分析

4.5 有限土体土压力影响因素分析

4.6小结

第五章 工程实例分析

5.1引言

5.2工程概况

5.3支护方案与监测项目

5.4 模型的简化与导入

5.5实测数据与计算结果的对比

5.6小结

第六章：结论与展望

6.1 主要结论

6.2 进一步工作建议

参考文献

图 表 目 录

致谢

作者简历

攻读硕士期间发表的论文