黄土地区沉井井壁与土的相互作用研究

作     者：赵齐乐 

作者单位：西安建筑科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：韩晓雷

授予年度：2012年

学科分类：08[工学] 081401[工学-岩土工程] 0814[工学-土木工程] 

主      题：沉井基础 下沉阻力 侧摩阻力 刃脚 现场监测 大型直剪实验 

摘      要：以西安市北三环C09标段YF’70与YF’71沉井基础为研究对象，通过工程地质勘察以查清该建设场地工程地质和水文地质条件，并通过对沉井的下沉全过程进行了实时监测，根据大量现场实测资料，结合改进的大型直剪仪进行粘土自身、粘土与混凝土的不同含水率不同密度，共64个试样的剪切试验。结果得到了不同密度土体在不同含水率不同正应力下土与混凝土接触界面的剪切应力应变曲线。土与混凝土接触界面的抗剪强度随土体含水率的增大均呈下降趋势、随土体密度增大呈增大趋势。土与混凝土接触界面的抗剪强度、摩擦角、粘聚力等力学参数与土体含水率以及土体密度密切相关。并系统分析了沉井基础的下沉机理和下沉过程中的受力特性，得出了沉井下沉不同深度，经过不同土层时井壁侧摩阻力和刃脚端阻力的大小及分布规律，指出刃脚处所受的土压力为被动土压力，井壁所受的土压力为主动土压力或静止土压力。根据地基破坏理论，将与沉井同时移动的压实核作为基础的一部分，从位移、刃脚和土的物理力学性质等方面进行分析，指出沉井刃脚所受的被动土压力介于静止土压力与被动土压力极限值之间。由被动土压力折减系数，推导出被动土压力与侧摩阻力的计算公式。提出了下沉系数K和井壁侧摩阻力值σ的计算方法和经验公式，以及土压力系数k的取值范围。并在此基础上建立了下沉阻力的计算模型，给出了最大侧壁摩阻力f的计算公式和分布特征。