深圳海积软土修正剑桥模型的参数测定及工程应用

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软土广泛分布于沿海地区,具有高孔隙比、高压缩性等性质,在基坑工程中极易造成支护结构的变形、坑顶沉降及坑底隆起等问题。软土的物理力学性质具有明显的区域性特点,因成因和地区不同而具有较大差异。本课题从土的本构关系理论出发,通过室内试验测定了深圳地区某典型软土的修正剑桥模型参数,并将其应用于基坑支护工程实例的数值模拟分析。本课题所做的主要工作及得到的结论有:1、通过室内试验测定了深圳地区某典型淤泥质粘土的修正剑桥模型参数,基于固结不排水剪切(CU)试验的有效应力路径建立了所述软土的应力应变本构方程,利用4/5阶龙格库塔法求解了微分方程的数值解,并通过计算值与试验值进行对比,验证了修正剑桥模型对于深圳海积软土的适用性。临界状态有效应力比M值通过CU试验测得,为得到CU试验的有效应力路径方程,将孔隙水压力随偏应力的变化关系采用二次多项式拟合,拟合效果较好。2、通过有限元数值软件Midas GTS对深圳某采用桩锚支护结构的软土基坑工程实例进行了数值模拟,软土分别采用修正剑桥本构模型及摩尔库伦模型,采用文中所测定的模型参数,其他土层采用摩尔库伦模型,支护结构采用线弹性模型。模型计算得到基坑侧壁的水平位移,坑顶沉降、坑底隆起,锚杆轴力与支护桩的弯矩,并与监测数据进行了对比分析,结果显示修正剑桥模型能更好地预测各项位移及内力指标,进一步验证了修正剑桥模型对于深圳海积软土的适用性。3、对深港西部通道软土基坑的某典型断面建立了二维有限元分析模型,所取段基坑采用桩+钢内撑的刚性支护结构。淤泥及淤泥质粘土采用本课题所建立的修正剑桥模型。本课题将计算得到的桩身水平位移、桩身弯矩及内支撑轴力等主要结果与监测数据进行对比分析,结果显示各计算值与实测值均较为吻合。同时也对比分析了刚性支护与柔性支护基坑的侧壁水平位移形态。
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