黄土地区基坑坑底抗隆起稳定性分析

黄土地区基坑坑底抗隆起稳定性分析

本文将通过分析基坑抗隆起稳定安全系数的多种方法,来对基坑抗隆起稳定性安全计算进一步完善。并考虑基底底部若存在软弱下卧层时,关于基坑抗隆起稳定性的计算方法,加以算例验证,同时也得到了基坑底部坚实土层临界厚度的概念。

通过使用极限平衡法与数值分析法两种计算方法对所求得的安全系数进行分析,验证数值分析对基坑抗隆起稳定性计算的可行性。最后,以灰色关联分析法为理论依据,对影响基坑抗隆起稳定性的各个因素进行敏感度的分析。

得到以下几项研究成果:(1)本文以极限平衡法中的圆弧滑动法为理论基础,考虑了支护结构极限弯矩值以及分层土体参数对基坑抗隆起稳定系数的影响。通过实际工程算例,将本文所推导的基坑抗隆起安全系数计算公式计算结果与其它计算方法得到的结果对比分析,得到此计算方法具有一定的合理性。

(2)黄土地区范围内基坑底部也少量存在一些软弱下卧层,而建筑基坑工程技术规范中对存在软弱下卧层的基坑抗隆起安全系数计算较为简单,本文将以极限平衡法中的Prandtl极限承载力模式作为计算基础,并且结合梅耶霍夫与汉纳关于有软弱下卧层时的地基极限承载力的研究,推导出当土层开挖底面存在软弱下卧层时,且基底下坚实土层H与基地宽度B比值不同时,基坑抗隆起稳定安全系数较为准确的计算方法,并加以算例验证,同时分析得到坚实土层存在临界厚度值,超过这个厚度将不考虑软弱土层对基坑稳定的影响。(3)本文结合有限元差分软件FLAC3D对基坑进行模拟,并通过软件分析得到数值分析方法安全系数,使其与极限平衡法得到的安全系数作对比分析,逐步分析了改变各个影响因素的值对基坑抗隆起的影响大小,分析得到:土体重度减小、土体黏聚力增大、土体内摩擦角增大、基坑外部超载减小、支护结构插入比例增大、最下道支撑距坑底距离减小、支护结构极限弯矩值

增大、嵌固深度加深这些影响因素都会提升基坑抗隆起稳定性。

其中数值分析得到的安全系数与极限平衡法得到的安全系数相差不大,且符合规范中规定,借此验证出数值分析法的合理性,为基坑支护设计提供一定的参考依据。(4)本文采取灰色关联分析方法,对影响基坑抗隆起稳定的各个因素进行敏感度的分析,并且通过对比计算得到的各个影响因素的关联度的大小,从而分析得到:土体内摩擦角以及土体黏聚力对基坑抗隆起稳定性敏感程度最大,嵌固深度以及支护结构插入比并且包括土层重度对基坑抗隆起稳定安全系数的影响作用较小,而坑外地面超载对基坑抗隆起稳定安全系数的影响则是最小的。