影响深基坑非线性地基梁法m值的因素研究.pdfVIP

第39卷增刊 地质与勘探 V01．39 2003年8月 GEOLOGYANDPROSPECTING August，2003 影响深基坑非线性地基梁法m值的因素研究 邓子胜 (五邑大学土木工程系，江门529020) [摘要]深基坑支护设计非线性地基梁法应用的关键是如何合理地确定地基土的水平基床系数 的比例系数m。结合实例深入地研究了地基土的初始水平基床系数的比例系数m0、围护墙水平位移“及 主(被)动土压力与静止土压力的差值e—e。对m的影响规律和程度，进而提出设计时将H和e—eo从m 中分离出来，而仅确定m。的设想和方法，并进行了试验验证表明。 【关键词]深基坑 非线性地基梁法 地基土的水平基床系数的比例系数m 土压力 目前，深基坑支护设计计算方法主要有极限平 变形时为负；△e为由于M产生的土压力增量，n0 衡法、弹性地基梁法(弹性支点法)和有限元分析法 时为被动变形土压力增量，u0时为主动变形土压 三类¨’2]。极限平衡法简便，但因忽略的因素太多， 力增量；e为极限状态土压力，当H0时为被动土 许多情况下不能满足工程设计的要求，应用已越来 越少；有限元分析法虽然在理论上较完善，但因存在 力；z为计算点的深度；m为地基土的水平基床系数 土体模型和土性参数难以正确确定、边界条件难处 的比例系数： 理、计算工作量大、成本高等问题，而未能进人实用 1 ，^、 阶段。弹性地基梁法力学模型直观、可大体模拟分 m2两i再万而 ‘z， 步开挖、可采用弹性杆系有限元法求解，因而既比有 式中，m。为地基土的初始水平基床系数的比例 限元分析法简便又比极限平衡法更接近工程实际， 系数。 其应用日益广泛。我国行业标准《建筑基坑支护技 采用式(1)土压力计算模型的地基梁法称为非 线性地基梁法或非线性共同变形法。其应用的关键 术规程》(JGJl20—99)推荐的弹性支点法，其土压 力采用如下计算图式：围护墙后开挖面以上为主动 是如何正确地确定地基土的水平基床系数的比例系 土压力，开挖面以下为矩形分布的定值土压力；围护 数m。下面先对影响m的因素及机理进行分析，进而 墙前开挖面以下的土压力用土弹簧模拟旧J。该图 提出确定它的新途径。 式在围护墙后没有考虑位移对土压力的影响，墙前 1 影响m值的因素及机理分析 也仅考虑了位移的线性影响，这与实际情况出入较 大，有必要进一步完善。 由式(2)知，地面下某深度处地基土的水平基床 系数的比例系数m与该处地基土的初始水平基床系数 事实上，平板载荷试验的p—s曲线和横向受荷 桩的p—y曲线都表明，土压力不仅受结构位移的影 的比例系数‰、围护墙水平位移H和主(被)动土压力 响，而且其与位移的线性关系在位移较小时就不成 立，而是具有明显的非线性关系M’5J。本文根据横向 究以上因素对m的影响规律、程度及作用机理。 例：某基坑围护墙高15m，地基土层均匀，重度 受荷桩的p—y曲线，提出以下考虑围护墙位移非线 性影响的深基坑土压力计算模型： (1) △e=砺i焉而=眦u 分析地面以下一10m处的情况。 式中，M为围护墙水平位移，被动变形时为正，主动