[發(fā)明專利]軟土深基坑水土壓力測試方法

有效

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• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102561293B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王杰;陳崢;朱偉林;王衛(wèi)東;陳祖元;高倚山;徐勍;樂俊律;王滬生;劉曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 上海市電力公司;國家電網(wǎng)公司;上海電力通信有限公司
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測試方法，尤其是涉及軟土深基坑水土壓力測試方法。

背景技術(shù)

上海地區(qū)已成功采用圓形圍護結(jié)構(gòu)的基坑工程包括：人民廣場地下變電站基坑、上海彭越浦泵站基坑工程、上海寶鋼股份寬厚板軋機旋流池工程基坑、上海環(huán)球金融中心基坑。

國內(nèi)其他地區(qū)采用圓形圍護結(jié)構(gòu)的基坑工程包括：廣東虎門大橋西錨碇基礎(chǔ)、武漢陽邏長江大橋南錨碇基坑等。

國外典型的大直徑圓形圍護結(jié)構(gòu)的基坑工程包括：日本東京豐洲變電所新建工程基坑，日本東京袖開浦LPG地下貯罐、日本東京2000kL?LNG地下貯罐基坑、香港環(huán)球金融中心基坑等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種適用于任意墻體變形模式、與實際工程吻合較好的軟土深基坑水土壓力測試方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：軟土深基坑水土壓力測試方法，其特征在于，該測試方法包括以下步驟：

(1)測試兩個圓形基坑工程現(xiàn)場水土壓力，并得到測試結(jié)果；

(2)分析測試結(jié)果，得到實測的圓形基坑土壓力分布和變化規(guī)律；

(3)采用滑移線法推導(dǎo)了可以考慮復(fù)雜受力和地質(zhì)條件的極限土壓力，提出了圓形基坑主動土壓力的分布模式和計算方法；

(4)當圓形基坑的變形較大時，對極限狀態(tài)下大直徑圓形深基坑土壓力的變化規(guī)律進行研究；當圓形基坑的變形較小時，對非極限狀態(tài)下小直徑圓形深基坑土壓力的變化規(guī)律進行研究；

(5)結(jié)合圓形基坑工程現(xiàn)場水土壓力的測試結(jié)果驗證計算理論。

步驟(4)中所述的極限狀態(tài)下大直徑圓形深基坑土壓力是分析針對不均勻堆載、地面傾角-連續(xù)墻傾角-墻土摩擦角三者共存的一般狀態(tài)、地基分層土等的情況，詳細分析各種情況下的滑移線場和土壓力分布特性。

所述的極限狀態(tài)下大直徑圓形深基坑土壓力是通過采用滑移線法推導(dǎo)分析了可以考慮復(fù)雜受力和地質(zhì)條件的極限土壓力，提出了圓形基坑主動土壓力的分布模式和計算方法。

步驟(4)中所述的非極限狀態(tài)下小直徑圓形深基坑土壓力是通過采用非線性有限元對圓形基坑的施工過程進行全面仿真模擬，獲取非極限狀態(tài)下逆作法圓形深基坑在施工過程中的土壓力分布和變化情況。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)在國際上首次采用軸對稱滑移線法推導(dǎo)了可以考慮復(fù)雜受力和地質(zhì)條件的極限土壓力解，提出了圓形基坑主動土壓力的分布模式和計算方法。

(2)首次采用軸對稱滑移線法，基于動用土壓力的概念建立了以變形為基礎(chǔ)的非極限土壓力理論解，可考慮任意墻體變形模式，并與實際工程吻合較好。

(3)總結(jié)了墻體的變形模式和土壓力分布的趨勢，并建議采用極限位移取0.3％H的理論計算公式。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

實施例

軟土深基坑水土壓力測試方法，在測試前，先對土壓力分布和計算方法的文獻調(diào)研，通過文獻調(diào)研，分析土壓力分布模式和計算方法的理論、測試、試驗研究進展情況，總結(jié)目前圓形基坑土壓力的研究現(xiàn)狀，并確定問題關(guān)鍵。

該測試方法包括以下步驟：

(1)測試兩個圓形基坑工程現(xiàn)場水土壓力，并得到測試結(jié)果；

(2)分析測試結(jié)果，得到實測的圓形基坑土壓力分布和變化規(guī)律；

隨著基坑開挖深度的增加，坑內(nèi)土體大量卸荷，圍護墻體內(nèi)外土壓力隨之發(fā)生變化。為分析土壓力隨開挖深度的變化情況，對上海世博500kV地下變電站圓形基坑所做的現(xiàn)場水土壓力測試結(jié)果進行整理，分析主動土壓力和被動土壓力在整個基坑施工過程中的變化情況。同時收集其它圓形基坑的水土壓力實測結(jié)果，在此基礎(chǔ)上總結(jié)出圓形基坑土壓力和水壓力的分布模式。

(3)采用滑移線法推導(dǎo)了可以考慮復(fù)雜受力和地質(zhì)條件的極限土壓力，提出了圓形基坑主動土壓力的分布模式和計算方法；

(4)當圓形基坑的變形較大時，如支護結(jié)構(gòu)的徑向位移大于0.1％的開挖深度時，墻后土體將達到極限狀態(tài)，此時需考慮極限狀態(tài)下的主動土壓力計算。本課題采用滑移線法推導(dǎo)分析了可以考慮復(fù)雜受力和地質(zhì)條件的極限土壓力，提出了圓形基坑主動土壓力的分布模式和計算方法。極限狀態(tài)下大直徑圓形深基坑土壓力是分析針對不均勻堆載、地面傾角-連續(xù)墻傾角-墻土摩擦角三者共存的一般狀態(tài)、地基分層土等的情況，詳細分析各種情況下的滑移線場和土壓力分布特性。