【摘 要】
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国内外研究及工程实践表明,基坑具有尺寸效应,具体表现为基坑宽窄、大小不同,其变形和稳定性有着明显差异。基坑存在临界宽度,当基坑宽度在其临界宽度范围内时,坑底被动区土体受到对侧支护结构的约束作用而被“楔紧”,因而具有某种“自稳”性质。现有各种规范,在计算基坑稳定性的安全系数时,仅考虑基坑的单侧支护结构,以及基坑主动区和被动区土体,依靠几何关系和相关力学理论建立起安全系数算法。这种算法在计算宽基坑稳定
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国内外研究及工程实践表明,基坑具有尺寸效应,具体表现为基坑宽窄、大小不同,其变形和稳定性有着明显差异。基坑存在临界宽度,当基坑宽度在其临界宽度范围内时,坑底被动区土体受到对侧支护结构的约束作用而被“楔紧”,因而具有某种“自稳”性质。现有各种规范,在计算基坑稳定性的安全系数时,仅考虑基坑的单侧支护结构,以及基坑主动区和被动区土体,依靠几何关系和相关力学理论建立起安全系数算法。这种算法在计算宽基坑稳定性系数时,不会出现问题,但在计算狭窄型基坑稳定性安全系数时有所缺陷。现有规范算法没有考虑基坑宽度对基坑稳定性的影响,造成以城市地下综合管廊为代表的狭窄型基坑较大的设计冗余。城市地下综合管廊开挖深度一般在6 m左右,开挖宽度一般在8 m左右,大多采用内支撑加钢板桩的支护形式,以城市地下综合管廊项目为工程背景,本文主要完成如下研究工作:(1)根据基坑抗倾覆、抗隆起稳定性分析,得出狭窄型基坑存在临界宽度,当基坑开挖宽度在其临界宽度范围内时,基坑更加安全、稳定。(2)建立数值模型,研究不同土层、不同开挖深度、支护结构嵌入深度、不同开挖宽度下的基坑被动区土体受力情况,根据基坑被动土压力与基坑开挖宽度的变化规律,找到内支撑式狭窄型基坑临界宽度值,明确内支撑式狭窄型基坑的定义。(3)引进被动土压力增大系数,定量描述对侧支护结构对基坑被动区土体的约束效应。利用被动土压力增大系数,推导出了内支撑式狭窄型基坑被动土压力的经验公式。(4)被动土压力增大系数随基坑开挖宽度的变化规律,反映了基坑稳定性与基坑开挖宽度的关系,通过被动土压力增大系数结合狭窄型基坑稳定性对内支撑式狭窄型基坑支护结构嵌入深度进行了优化研究。
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