软黏土中坑中坑式内支撑基坑抗隆起稳定性分析

坑中坑式基坑在基坑底部进行二次开挖,其隆起破坏机理比普通单一基坑要复杂.采用强度折减有限元分析法研究坑中坑式基坑的抗隆起稳定性.研究了内外坑间平台宽度,内坑宽度和深度,内外坑挡墙的插入深度,软土层不排水抗剪强度等归一化参数对坑中坑式基坑抗隆起破坏模式及抗隆起稳定安全系数的影响.坑中坑式基坑的抗隆起破坏模式可分为三种内外坑整体隆起破坏(M1),内外坑整体隆起破坏和外坑独立隆起破坏同时发生(M2),外坑独立隆起破坏(M3).确定基坑破坏模式在M1,M2以及M3之间转化时,各个参数的临界值.增大内外坑间平台宽度,内外坑挡墙的插入深度以及软土层的不排水抗剪强度,会提高坑中坑式基坑的抗隆起稳定安全系数.增大内坑的宽度和深度则会降低坑中坑式基坑的抗隆起稳定安全系数.

软黏土中坑中坑式抗隆起稳定安全系数计算

坑中坑的开挖会明显降低基坑的抗隆起稳定性,目前的基坑抗隆起稳定分析方法基本没有考虑坑中坑的影响,导致基坑设计偏于不安全。在不同的参数影响下,坑中坑式基坑存在三种不同的破坏模式。对传统的圆弧滑动法的假定圆弧面进行改进,通过移动圆弧面的圆心,分别构建不同破坏模式下对应的圆弧滑动面。根据圆弧滑动面的特征,全面搜索得到最危险的滑动面,从而确定坑中坑式基坑的抗隆起稳定安全系数。将该方法与强度折减有限元法进行对比,通过算例分析内坑宽度及深度、内外坑间平台宽度、软土层的不排水抗剪强度对基坑抗隆稳定性的影响。发现改进的圆弧滑动法计算得到的抗隆起稳定安全系数与强度折减有限元法基本吻合。

坑中坑式软土基坑抗隆起稳定性分析

采用强度折减有限元法,分析软黏土地基中坑中坑式基坑的内坑开挖对外坑抗隆起稳定性的影响。随着基坑开挖,塑性应变区出现在外坑墙脚和内坑坑底,逐渐扩张至贯通,在内坑距离外坑挡墙较近的一侧形成近似圆弧状的剪切破坏面。坑外土沿着破坏面发生塑性流动,最终导致隆起破坏。研究内外坑的间距和内坑的尺寸对坑中坑式基坑的抗隆起稳定性的影响,发现增大内外坑的间距,内坑的深度以及内坑的宽度会改变破坏面的形式以及坑中坑式基坑的抗隆起稳定安全系数的大小。归纳得出在3种参数影响下总共存在3种不同的破坏面形式。