平面应变加、卸荷条件下黄土的非线性变形特性的研究

针对黄土深基坑开挖坑壁土体侧向变形和填土路堤地基加载侧向挤出变形等平面应变问题,利用西安理工大学真三轴仪改变加载机构,模拟平面应变条件下路堤黄土地基竖向加载和黄土基坑侧向卸载,进行了竖向加载和侧向卸载的黄土平面应变试验,研究了平面应变条件下不同含水率原状Q3黄土的加、卸载应力应变关系。揭示了平面应变竖向加载应力路径下原状Q3黄土的大、小主应力差与轴向应变及轴向应变与侧向应变服从双曲线关系;平面应变侧向卸载应力路径下原状Q3黄土的大、小主应力差与侧向应变及侧向应变与轴向应变也服从双曲线关系。依据平面应变条件下三向的切线线弹性关系,建立了切线弹性模量和泊松比随应力应变状态变化的关系,以及非线性本构模型。经平面应变加、卸载应力路径下原状黄土应力应变关系的模型计算与试验结果比较,验证了两种平面应变路径下非线性模型的正确性。

卸荷土体的静止土压力系数

依据卸荷土体K0状态σh～σv试验，本文研究了加、卸荷土体的静止土压力系数K0的差别，目的在于强调卸荷土体K0的非常数性，提醒人们选择K0，必须分清应力状态．

竖向开挖卸载应力引起的基坑坑底土体变形响应

针对基坑开挖引起的坑底土体和桩基础的回弹变形问题,基于Mindlin解和自重应力抵消法,给出了大面积基坑坑底中心区域的开挖回弹影响深度和回弹变形的计算方法。通过算例计算,对比了基于Mindlin解和基于Boussinesq解的竖向开挖卸载应力、回弹应力分布的区别,指出基于Mindlin解的解答更适用于基坑开挖的情况。研究结果表明:基坑坑底的竖向开挖卸载应力、回弹应力及回弹影响深度与基坑开挖宽深比、长深比和泊松比正相关;可采用基于Mindlin解的回弹应力的线性分布拟合公式直接计算坑底回弹变形。经上海地区的3个大规模基坑工程实例,验证了本文方法的适用范围和计算精度。

基坑承压水涌水的降水施工分析及对下伏既有隧道变形影响

基坑承压水涌水导致既有隧道变形是城市地铁建设的一个主要问题,为此,提出了附加荷载法预测基坑降水对下伏既有隧道变形的影响,并采用渗漏风险导向降水法处理深基坑承压水涌水。首先,假设土壤中不存在现有隧道,并计算上部基坑开挖和相关降水引起的现有隧道位置处的垂直卸载应力。其次,将现有的基础隧道简化为Paselnak地基模型上的弹性梁,以计算其竖向变形。深圳车公庙枢纽工程施工的预测结果与现场测量结果吻合良好,验证了该方法的有效性,这种分析方法可以为类似工程项目提供快速、准确的评价结果。

加、卸荷应力路径对粉土应力-应变关系影响的试验研究——基于平面应变条件

采用新型平面应变仪进行竖向加荷试验与侧向卸荷试验,探究加、卸荷路径对粉土应力-应变关系的影响,结果表明:加、卸荷路径下,粉土的应力-应变曲线明显不同;卸荷路径下,试样发生破坏时的偏应力和应变明显小于加荷路径;侧向卸荷路径下,试样的极限竖向应变随着初始固结应力的增大而增大。