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本文结合基坑开挖工程的实际特点,采用普通三轴和真三轴模拟深基坑开挖土体的卸荷实际应力路径试验,来研究深基坑土体的工程特性以确定土体参数与本构模型,使深基坑设计参数与设计理论更加符合实际工程状况,这对于深基坑工程的数值分析与优化设计,保证基坑工程的变形、安全与稳定,具有十分重要的理论意义和实际意义。主要研究内容和成果如下:
1.针对深基坑开挖卸荷的实际应力状态,通过对常规应变控制式三轴仪的改造,设计了符合基坑开挖特点的三轴试验方法,选取武汉地区具有代表性的饱和粉质粘土进行了模拟排水条件下基坑开挖侧向卸荷过程的试验研究,并对试验所得的各种曲线进行了对比分析。
2.根据普通三轴和真三轴试验的结果,对Duncan-Chang模型进行了研究,运用基坑开挖侧向卸荷过程中的变形模量计算公式来代替邓肯-张模型中基于σ<,3>=const推导出的切线模量公式,以验证 Duncan-Chang模型对于复杂应力路径下土体应力—应变特性的适应性。
3.将 Duncan-Chang 非线性弹性模型应用于平面应变情况,针对 Duncan-Chang模型不能反映中主应力的影响,对邓肯-张模型进行了改进,确定了模型中的参数,并用理论计算所得应力-应变关系曲线和试验所得应力-应变关系曲线进行对比分析,探讨了该模型对于卸荷工程这类特殊应力路径的适应性。