突变理论在南京软土深基坑问题中的应用

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软土地区深基坑变形、稳定性问题一直是岩土工程中的一个重要研究内容。随着我国经济的高速发展,基坑的开挖深度越来越大,所面临的地质条件也越来越复杂,而且近几年来基坑塌陷、围护墙失稳等灾害的频繁发生,基坑变形、稳定性研究变得越来越重要。过去人们对基坑稳定性的研究,往往只采用简单的抗滑、抗隆验算等强度设计,而对基坑变形与稳定的非线性行为及基坑变形、失稳的过程及程度有所忽视。大量的工程实例及基坑坍塌事故过程表明:基坑变形和失稳的发生发展是一个渐变过程,而随着应力应变、外界环境作用到一定程度就要破坏,这是一个突变过程。本文在回顾土压力、基坑变形与稳定性、突变理论的发展及研究现状的基础上,阐述了基坑土坡渐进破坏与突变破坏的基本原理,并将突变理论引入到基坑变形与稳定性问题的研究中,采用最为常见的尖点突变模型,模拟基坑围护桩在侧向土压力、支撑力与竖向摩阻力作用下的变形发展过程,同时也对基坑墙后不考虑支撑作用下的土坡失稳过程进行了模拟。建立了相应的地质及力学模型,并根据势函数得出了围护桩与墙后土坡失稳的必要条件和充分条件,结合现有的方法定义了安全系数,同时在工程应用中,采用Visual Basic语言编制了相应的可视化基坑土坡稳定性评价计算程序。 通过工程实例应用分析证明,运用突变理论进行基坑变形、稳定性研究是可行的。它可以预测基坑围护桩稳定状况以及是否需要加固。定量地找出基坑围护桩和墙后土坡失稳破坏的充分必要条件,而且只需获取必要的参数,便可通过所求的模型分析基坑变形、稳定的整个过程,为实际设计和灾害评估提供依据。
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