黏性土地基中竖向圆孔的极限稳定深度研究

doi:10.16285/j.rsm.2016.0812

›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (4): 1176-1181.doi: 10.16285/j.rsm.2016.0812

黏性土地基中竖向圆孔的极限稳定深度研究

闫澍旺^{1, 2}，李嘉^{1, 2}，闫玥^{1, 2}，陈浩³

1. 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300072；2. 天津大学建筑工程学院，天津 300072； 3. 南洋理工大学土木与环境工程学院，新加坡 639798

收稿日期:2016-04-18 出版日期:2018-04-11 发布日期:2018-06-06
通讯作者: 李嘉，男，1986年生，博士研究生，主要从事软土的工程性质方面的研究。E-mail: li_jia@tju.edu.cn E-mail:yanshuwang@tju.edu.cn
作者简介:闫澍旺，男，1950年生，硕士，教授，博士生导师，主要从事软土的工程性质方面的研究工作
基金资助:
国家自然科学基金(No. 41402263)；天津市自然科学基金重点项目(No. 13JCZDJC35300)。

Research on stable limit depth of vertical cylinder hole in cohesive soil ground

YAN Shu-wang^{1, 2}, LI Jia^{1, 2}, YAN Yue^{1, 2}, CHEN Hao³

1. State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and Safety, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2. School of Civil Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 3. School of Civil and Environmental Engineering, Nanyang Technological University, Singapore 639798, Singapore

Received:2016-04-18 Online:2018-04-11 Published:2018-06-06
Supported by:
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (41402263) and the Natural Science Foundation of Tianjin (No. 13JCZDJC35300).

摘要/Abstract

摘要： 工程中经常遇到打设竖向圆孔的问题，在黏性土地基中打设竖向圆孔，需要知道无护壁措施条件下竖向圆孔的极限稳定深度。首先进行坡面竖直边坡的极限平衡分析，假设破坏面为过坡趾的平面滑动面，建立滑动体极限平衡方程，得出边坡的极限稳定高度，结果与Taylor圆弧滑动面分析方法的结果比较吻合；然后将平面滑动面扩展到轴对称的含圆柱体竖向孔地基极限平衡分析，假定破坏面为通过圆柱体竖向孔底边缘的倒圆台侧表面，建立滑动体的极限平衡状态方程，得到和土坡极限平衡解答统一的cu /?h（cu为土体不排水抗剪强度，γ为重度，h为竖向孔深度）和h/r（r为竖向孔半径）关系，利用该关系可以分析地基中竖向圆孔的稳定，为地基中竖向孔的设计提供依据；通过数值方法建立竖向孔不同几何参数的数值模型，计算含竖向孔地基能够维持稳定的cu /?h下限值，和倒圆台滑动体极限平衡解答符合较好，进一步验证了所提极限平衡分析方法的合理性。

关键词: 黏性土地基, 竖向圆孔, 极限平衡法, 极限稳定深度, 数值分析

Abstract: Vertical circular holes are often encountered in practices. The limit depth of without supporting is important for a stable vertical cylinder hole in cohesive soil. Firstly, if the failure surface is planar and pass through the slope toe, the stable limit height of the slope can be obtained by limit equilibrium analysis of vertical slope, and compared with Taylor’s results by circular sliding surface. Secondly, planar sliding surface is extended to the axisymmetric problem for vertical cylinder hole in cohesive soil. Assuming the failure surface is an inverted round estrade, and a relationship between cu /?h and h/r can be solved by limit equilibrium analysis, and provide the basis in engineering design. Thirdly, vertical cylinder hole with different geometrical parameters are numerically modeled and the lower limiting values of cu /?h are summarized. The results show that limit equilibrium method results coincided well with the numerical analysis results.

Key words: cohesive soil ground, vertical cylinder hole, limit equilibrium method, stable limit depth, numerical analysis

中图分类号:

TU 443

闫澍旺，李嘉，闫玥，陈浩，. 黏性土地基中竖向圆孔的极限稳定深度研究[J]. , 2018, 39(4): 1176-1181.

YAN Shu-wang, LI Jia, YAN Yue, CHEN Hao，. Research on stable limit depth of vertical cylinder hole in cohesive soil ground[J]. , 2018, 39(4): 1176-1181.

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