岩土力学 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (3): 833-845.doi: 10.16285/j.rsm.2020.0741

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上海土体小应变硬化模型整套参数取值方法及工程验证

顾晓强1, 2,吴瑞拓1, 2,梁发云1, 2,高广运1, 2   

  1. 1. 同济大学 地下建筑与工程系,上海 200092;2. 同济大学 岩土与地下工程教育部重点实验室,上海 200092
  • 收稿日期:2020-05-31 修回日期:2020-12-30 出版日期:2021-03-11 发布日期:2021-03-17
  • 作者简介:顾晓强,男,1981年生,博士,教授,主要从事土的基本特性、土动力学和宏微观土力学等方面的研究
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No.51822809,No.51738010);中央高校基本科研业务费专项资金资助(No.22120200074)

On HSS model parameters for Shanghai soils with engineering verification

GU Xiao-qiang1, 2, WU Rui-tuo1, 2, LIANG Fa-yun1, 2, GAO Guang-yun1, 2   

  1. 1. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China
  • Received:2020-05-31 Revised:2020-12-30 Online:2021-03-11 Published:2021-03-17
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(51822809, 51738010) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities(22120200074).

摘要: 小应变硬化(HSS)模型能较合理考虑土体小应变阶段的非线性、应力相关等特性,在隧道和基坑开挖等变形数值计算中得到了广泛的应用,但目前对模型整套参数的合理取值尚缺乏系统地研究。剖析了HSS模型各参数的意义和对应的试验方法,并基于大量室内和现场试验数据建立了上海土体HSS模型主要参数与土体孔隙比的经验关系,为实际工程利用勘察报告方便且较准确地确定HSS模型参数提供了合理途径。通过多个深基坑工程的数值分析表明,采用现场试验确定的小应变初始剪切模量时,围护墙水平位移计算值和实测值基本吻合,表明提出的上海土体HSS模型整套参数取值方法有很好的普适性和工程实用价值,也为其他地区建立类似的HSS模型参数取值方法提供了借鉴。

关键词: 基坑工程, 变形分析, 小应变特性, 小应变模型, 参数取值

Abstract: The hardening strain model with small strain (HSS) can appropriately consider the nonlinear and stress-dependent behavior of soils at small strain range. Thus, it is widely used for deformation predictions during pit and tunnel excavations. However, currently there is a lack of systematic study on how to reasonably and conveniently determine all the model parameters. This paper firstly introduces the definitions of all the HSS model parameters and their measurements. Based on the statistics of laboratory and field test data, the relationships between the model parameters and the void ratio of Shanghai soils are proposed, which can be conveniently used in engineering practice. Finally, the HSS model with parameters determined by the proposed method is used to analyze the deformation in four excavation cases. The results show that with the field measured small strain shear stiffness, the calculated lateral deformations of the retaining wall agree well with the measurements. It indicates that the proposed method for determining the HSS model parameters is appropriate and it can provide references for similar projects in Shanghai and similar regions.

Key words: excavation, deformation analysis, small strain properties, HSS model, parameter determination

中图分类号: 

  • U655.54
[1] 时振昊, 黄茂松, 倪雨萍, . 基于颗粒间应变的饱和黏土小应变各向异性 非线性本构模型[J]. 岩土力学, 2021, 42(4): 1036-1044.
[2] 巩师林, 凌道盛, 胡成宝, 钮家军, . 非连续变形分析中块体大转动问题研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(11): 3810-3822.
[3] 余 瑜, 刘新荣, 刘永权, . 基坑锚索预应力损失规律现场试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1932-1939.
[4] 徐栋栋, 邬爱清, 李 聪, 汪 斌, 蒋昱州, 曾 平, 杨永涛, . 破裂全过程模拟的改进非连续变形分析方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1169-1178.
[5] 赵强, 焦玉勇, 张秀丽, 谢壁婷, 王龙, 黄刚海, . 基于显式时间积分的球颗粒DDA计算方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4515-4522.
[6] 刘永权,刘新荣,谢应坤,余 瑜, . 基坑预应力锚索初始张拉锁定值取值规律探讨[J]. , 2018, 39(6): 2164-2174.
[7] 李连祥,符庆宏,黄佳佳, . 砂土地基和粉质黏土地基基坑悬臂开挖离心模型试验[J]. , 2018, 39(2): 529-536.
[8] 叶 飞,宋 京,唐勇三,林剑飞,贾 涛,. 软弱围岩隧道掌子面及超前核心土挤出位移特征研究[J]. , 2017, 38(S1): 323-330.
[9] 刘泉声,蒋亚龙,何 军. 非连续变形分析的精度改进方法及研究趋势[J]. , 2017, 38(6): 1746-171.
[10] 黄小福,张迎宾,赵兴权,余鹏程,邢 昊,张 珏,陈岩岩,. 地震条件下危岩崩塌运动特性的初步探讨[J]. , 2017, 38(2): 583-592.
[11] 张 娇,王卫东,徐中华,李 青, . 上海典型黏土小应变特性的试验研究[J]. , 2017, 38(12): 3590-3596.
[12] 张治国,鲁明浩,宫剑飞,. 黏弹性地基中基坑开挖对邻近桩基变形影响的时域解[J]. , 2017, 38(10): 3017-3028.
[13] 吴锋波 ,金 淮,朱少坤,. 北京市轨道交通基坑工程地表变形特性[J]. , 2016, 37(4): 1066-1074.
[14] 付晓东,盛 谦,张勇慧,冷先伦, . 非连续变形分析(DDA)线性方程组的高效求解算法[J]. , 2016, 37(4): 1171-1178.
[15] 付晓东,盛 谦,张勇慧. 非连续变形分析方法中的阻尼问题研究[J]. , 2015, 36(7): 2057-2062.
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[1] 夏栋舟,何益斌,刘建华. 刚性桩复合地基-上部结构动力相互作用体系抗震性能及影响因素分析[J]. , 2009, 30(11): 3505 -3511 .
[2] 李荣建,郑 文,邵生俊,刘 凯. 云阳龙洞抗滑桩加固边坡局部失稳机制研究[J]. , 2010, 31(S2): 322 -327 .
[3] 甄文战,孙德安,段 博. 不同应力路径下超固结黏土试样变形局部化分析[J]. , 2011, 32(1): 293 -298 .
[4] 魏 纲,裘新谷,魏新江,丁 智. 邻近建筑物的暗挖隧道施工数值模拟[J]. , 2009, 30(2): 547 -552 .
[5] 邬 凯,盛 谦,梅松华,李 佳. PSO-LSSVM模型在位移反分析中的应用[J]. , 2009, 30(4): 1109 -1114 .
[6] 罗耀武,胡 琦,凌道盛,陈 峥,陈云敏. 桩-土界面特性对砂土地基中抗拔桩承载特性影响的模型试验研究[J]. , 2011, 32(3): 722 -726 .
[7] 陈振华 ,李玲玲 ,王立忠 ,许 沿 ,杨 艺. 海堤加筋的分析测试与材料选用[J]. , 2011, 32(6): 1824 -1830 .
[8] 严耿升,张虎元,王晓东,杨 博,李 敏. 干旱区土建筑遗址冻融耐久性研究[J]. , 2011, 32(8): 2267 -2273 .
[9] 张 波 ,李术才 ,张敦福 ,李明田 ,邵冬亮. 简谐波在黏弹性介质中波动传播的应力场研究[J]. , 2011, 32(8): 2429 -2434 .
[10] 郭小红 ,陈飞飞 ,褚以惇 ,乔春江. 富水软弱带公路隧道支护技术研究[J]. , 2011, 32(S2): 449 -454 .