深厚软弱土层中水泥土加固被动区的基坑稳定分析

作     者：吕晶 

作者单位：暨南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈晓平

授予年度：2009年

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

主      题：深厚软土基坑 水泥土被动区加固 Drucker-Prager模型 室内试验 数值方法 

摘      要：在深厚软土地区的基坑工程,由于软土土质条件较差且土层较厚,会出现坑内被动区土压力不足,坑底对支护桩的约束作用较弱的现象。在基坑支护设计中需要通过增加桩长来增强土体对支护桩的约束,但是这样不但增加了工程造价且约束效果不太明显。在基坑被动区进行水泥土加固,可以提高被动区抗力,提高基坑稳定性,为支护桩提供很好的嵌固层,是一种较为经济有效的技术措施。 由于加固土强度具有时效性,目前还没有配套的理论同时考虑水泥土、软土、支护桩三者的共同作用。围绕这一问题,本文针对南沙地区的软土,对其掺加水泥加固,研究水泥土强度的时效性,并将试验成果运用到计算之中,具体内容如下: 1.以实际工程为背景,研究分析水泥土微观结构,探讨其加固机理;同时对不同水泥掺量、水灰比、外加剂的水泥土土分别进行龄期为7d、14d、28d、90d龄期的无侧限强度试验,获得相应的水泥土基本特性及其强度随时间变化的规律。 2.归纳总结深厚软土地区的基坑支护方式。结合具体基坑工程,对被动区进行加固设计及基坑稳定性分析,通过在计算中采取不同的被动区强度参数而将水泥土强度随时间变化的特性考虑在内。 3.对深厚软土层被动区加固的基坑开挖与支护过程进行数值模拟和有限元分析。在建模的过程中水泥土和软土采用Drucker-Prage材料模型,支护桩和支撑采用梁单元。将试验成果运用到计算中,考虑施工时间间隔而采用不同龄期的水泥土强度。获得考虑水泥土、软弱土、支护结构共同作用的基坑变形特征和稳定特征;分析水泥土强度变化在各步施工工序中对基坑稳定及变形的影响,为此类深厚软土层下的中小型基坑支护及施工工序提供理论依据和实用参考。