非均质与各向异性黏土基坑抗隆起稳定分析

›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (2): 455-461.

非均质与各向异性黏土基坑抗隆起稳定分析

杜佐龙^{1, 2}，黄茂松^{2, 3}

1.同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2.中国建筑第八工程局有限公司技术中心，上海 200120； 3.同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092

收稿日期:2011-11-10 出版日期:2013-02-11 发布日期:2013-03-01
作者简介:杜佐龙，男，1979年生，博士，高级工程师，主要从事基础工程、基坑工程稳定性方面的研究工作。
基金资助:
国家杰出青年科学基金项目（No. 50825803）；上海市优秀学科带头人计划项目（No. 09XD1403900）

Analysis for basal stability of braced excavation in nonhomogeneous and anisotropic clay

DU Zuo-long^{1, 2}, HUANG Mao-song^{2, 3}

1. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. Technology Center of China Construction Eighth Engineering Division, Shanghai 200120, China; 3. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China

Received:2011-11-10 Online:2013-02-11 Published:2013-03-01

摘要/Abstract

摘要： 经典的Prandtl 机构不能很好地反映支护结构入土深度的影响，也不能反映土体强度非均质和各向异性的影响。根据塑性极限分析上限定理，基于修正的Prandtl机构，推导了既可以合理反映支护结构入土深度影响，又可以反映土体强度非均质和各向异性特性的基坑抗隆起稳定的上限解公式，同时基于商业化程序的二次开发，建立了可以考虑土体强度非均质和各向异性影响的强度折减弹塑性有限元方法。通过提出的修正Prandtl机构上限解与强度折减有限元方法以及多块体上限解的对比，验证了修正机构上限解以及强度折减有限元法的合理性和可行性，最后讨论了非均质系数、各向异性系数、支护机构入土深度等因素对基坑抗隆起稳定性的影响，并通过了实例的验证，相关结论可供工程参考。

关键词: 非均质, 各向异性, 强度折减有限单元法, 修正Prandtl机构, 极限分析上限解

Abstract: The classical Prandtl mechanism could not reflect the effects of inserted depth of wall penetration well and has limitation to reflect the effects of the nonhomogeneity and anisotropy of the clay. An improved analytical formula based on a modified Prandtl mechanism is given, which obeys the upper bound theorem of plastic limit analysis. This formula could reflect the effects of inserted depth of wall penetration well, and the effects of the nonhomogeneity and anisotropy of the clay could also be considered. In the meantime, considering the effects of the nonhomogeneity and anisotropy of the clay, a shear strength reduction finite element method (SSRFEM) is developed through the secondary development of commercialized software. The reasonability and reliability of the proposed modified mechanism and SSRFEM are verified by compared with the multi-block upper bound method. And the formula which is verified by a case study can give proper safety factors considering the influence of inserted depth of wall penetration, nonhomogeneity and anisotropy. Related conclusions can bring references for excavation designs.

Key words: nonhomogeneity, anisotropy, shear strength reduction finite element method, modified Prandtl mechanism, upper bound limit analysis

中图分类号:

O 319.56

杜佐龙，黄茂松 . 非均质与各向异性黏土基坑抗隆起稳定分析[J]. , 2013, 34(2): 455-461.

DU Zuo-long , HUANG Mao-song . Analysis for basal stability of braced excavation in nonhomogeneous and anisotropic clay[J]. , 2013, 34(2): 455-461.

参考文献

相关文章 15

[1]	徐杰, 周建, 罗凌晖, 余良贵, . 高岭-蒙脱混合黏土渗透各向异性模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 469-476.
[2]	范运辉, 朱其志, 倪涛, 张坤, 张振南, . 基于弹性张量离散化的脆延转变本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 181-188.
[3]	彭守建, 岳雨晴, 刘义鑫, 许江, . 不同成因结构面各向异性特征及其剪切力学特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3291-3299.
[4]	尹晓萌, 晏鄂川, 王鲁男, 陈利, . 各向异性片岩的微观组构信息定量提取与断面形貌特征分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2617-2627.
[5]	加瑞, 雷华阳, . 有明黏土各向异性固结特性的试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2231-2238.
[6]	金丹丹, 王素, 李传勋. 考虑起始水力坡降的天然非均质地基固结分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1433-1440.
[7]	张坤勇, 臧振君, 李威, 文德宝, Charkley Frederick Nai, . 土体三维卸荷弹塑性模型及其试验验证[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1313-1323.
[8]	张玉伟, 翁效林, 宋战平, 谢永利, . 考虑黄土结构性和各向异性的修正剑桥模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1030-1038.
[9]	柯志强, 王环玲, 徐卫亚, 林志南, 吉华, . 含横向节理的柱状节理岩体力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 660-667.
[10]	王珍, 曹兰柱, 王东, . 非均质边坡稳定性上限分析评价研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 737-742.
[11]	周建, 蔡露, 罗凌晖, 应宏伟, . 各向异性软土基坑抗隆起稳定极限平衡分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4848-4856.
[12]	田雨, 姚仰平, 路德春, 杜修力, . 基于修正应力法的横观各向同性摩尔-库仑准则及被动土压力公式[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3945-3950.
[13]	唐洪祥, 韦文成. 耦合强度各向异性与应变软化的边坡稳定有限元分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4092-4100.
[14]	周辉, 程广坦, 朱勇, 张春生, 卢景景, 张传庆, 章颖辉, . 基于3D雕刻技术的岩体结构面剪切各向异性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 118-126.
[15]	李深圳, 沙鹏, 伍法权, 伍劼. 层状结构岩体变形的各向异性特征分析[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 366-373.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed