基坑支护结构土压力计算理论探讨.pdfVIP

维普资讯 第4期 广东土木与建筑 No．4 21107年4月 GUANGD0NG ARCHⅡECTURECIVILENGINEERING APR2007 基坑支护结构土压力计算理论探讨 彭功勋 李承海 (广州市政工程设计研 究院 广州510060) 摘 要 ：分析 目前基坑支护结构土压力计算理论 中存在 的一些不足 ，提 出对现有理论 的改进思路并论述其合理 性．再通过计算实例对两者进行 比较 。 关键词 ：基坑 ；支护结构 ；土压力 随着现代城市的扩张和发展 ．地下空间开发 、高 表 1的几种解析法均基于库仑土压力理论或朗 层建筑建设等工程项 目日渐增多．因基坑变形而引 肯土压力理论进行计算 ．其差异主要集中在对水压力 起的环境效应问题也 日趋突出．因此基坑支护问题 及渗流作用的处理方面．而对土压力的分布及计算并 得到了工程界更为广泛 的关注．并获得 了大量的相 无实质差别。 关研究成果 但 由于岩土 自身的复杂性 ．目前的基 1．2 土压力分布 坑计算方法仍欠完善 ．尚有待从理论和实践两方面 现有理论一般把 0 对其不断研究和改进 支护挡土结构的两侧 土压力计算是基坑支护结构计算的基础 ．其方 土体分为主动区和被 法是否合理对计算结果的可靠性有着很大的影响． 动区…．如图 1．库仑 、 也成为基坑支护结构计算 中的一个最大难点．只要 朗肯土压力理论虽然 解决了土压力大小与分布的计算 问题 ．基坑支护结 在描述上述两区土压 构计算问题也就迎刃而解了 本文试图从力学角度 力形成上存在差异 ． 出发．对基坑支护结构两侧土体的主动与被动土压 但其本质都相 同．都 图1 土压力分布简 图 力分布进行探讨 ．提出更为合理的土压力分布形式． 是基于极限平衡状态假设而提出的 从而对现有的土压力计算方法进行改进 本文的研究将基于朗肯土压力理论而展开 ．主 动土压力 只和被动土压力只分别采用下式计算…： 1 现状概述 Pa=yzK一2c (z≥z0) (1) 1o=yzK+2c (2) 1．1 现有的土压力计算方法 K=tan(45。一 ／2) K。=tan(45。+ ／2) (3) 基坑支护结构的土压力计算方法一般分为数值 式 中： 、 分别为主、被动土压力系数 ；为土的重 方法和解析法，具体见表 1，其中数值方法因计算工 度 ；z、。分别为从地面和基坑底部起计的深度 ；c为 具 日新月异而具有显著的优越性。但土体本构关系 粘聚力：为内摩擦角。零主动土压力厚度 可由式 相当复杂，目前关于土体的本构模型众多，而计算结 (1)取 只=0确定，即： 果的合理性又往往 表 1 土压力计算的几种方法 依赖于参数的取值 类 别 名 称 特点或适用范围 存在问题 和修正．同时这些 有限元法 能考虑变形、强度 、塑性区分布、整 本构关系、计算模型的选定：土参数的确 模型一般较难描述 方法