挖井基础在上黏下砂地层中的多维承载特性

桥梁挖井基础除受到桥梁上部结构自重所产生的竖向荷载外,还将承受来自列车制动和横向摇摆以及离心力所带来的侧向荷载。现有的规范主要关注挖井基础的竖向承载是否满足地基承载力,未考虑挖井基础在三维空间中的多维承载力。本文针对挖井基础所适用的典型土层条件,采用有限元方法研究了圆形挖井基础在上黏下砂地层中的多维承载特性,分析了上覆黏土层强度和挖井基础长径比两个因素对基础单向承载力和承载力包络面的影响。结果表明:由于上覆黏土的影响,挖井基础的承载力相比于砂土地基有不同程度的减小,且这种减小效应随着井端以上黏土层厚度的增加而增加,其中以水平承载力的减小幅度最为明显。基于数值计算结果,建立了上黏下砂地层中挖井基础承载力的包络面表达式,提出了包络面特征参数随挖井基础长径比和竖向荷载水平变化的实用计算公式。