降雨入渗对土钉支护稳定性影响研究

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自上世纪90年代以来,随着城市建设的不断发展,建筑趋向高层化,地下空间开发利用的需求量越来越大,相应地基坑工程数量增多。对于工程地质条件相对复杂的地方,基坑开挖施工过程中安全性问题越来越多,特别是降雨、震动等诱发因素对基坑的稳定性有很大不利影响。土钉支护体系以其构造简单、施工快捷可靠且工期较短、经济性好等优点,在我国基坑围护、边坡支护、隧道围岩支护方面得到了快速推广和应用。但工程实践中,土钉支护体系的失稳破坏事故时常发生,特别是雨季施工过程中,降雨入渗导致的失稳破坏成为土钉支护体系失效的主要原因之一。本文在总结前人相关研究基础上,采用理论分析和数值模拟方法,对不同降雨入渗条件下土钉支护基坑工程的稳定性进行了研究,得到了一些研究成果:(1)在入渗深度和宽度一定的情况下,随着入渗位置从开挖面向远离开挖面方向移动,基坑水平位移和沉降先逐渐增大,随后逐渐减小,在入渗范围内基坑沉降有突增,基坑稳定安全系数随着入渗位置移动,先逐渐减小,然后逐渐增大,在土钉长度末端入渗时,达到峰值,土钉支护稳定性最低。(2)在入渗深度和位置一定的情况下,随着降雨入渗宽度的增加,基坑水平位移和沉降逐渐增大,入渗范围之外土钉轴力相应逐渐增大,基坑稳定安全系数逐渐减小。(3)在入渗宽度和位置一定的情况下,随着降雨入渗深度的增大,基坑水平位移和沉降也逐渐增大,入渗范围外土钉轴力也逐渐增大,但当入渗达到一定深度时,基坑水平位移和沉降基本保持稳定,随着入渗深度的继续增加,基本保持不变,基坑稳定安全系数随着入渗深度的增大而减小。(4)在入渗宽度、深度和位置一定的情况下,随着降雨导致的土体强度衰减程度的增大,基坑水平位移和沉降逐渐增大,入渗范围外的土钉轴力也相应增大,基坑稳定安全系数逐渐减小。
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