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深基坑卸荷回弹问题的研究
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潘林有! ,胡中雄"
(! # 温州大学 建筑与土木工程学院, 浙江 温州 上海 $"%&"’; # 同济大学地下建筑与工程系, " "&&&(")
中图分类号: +’$ # " )*
文献标识码: ,
文章编号: ( !&&& - +%+. "&&") - &!&! - &+ &!
作者简介: 潘林有 !(/$ - )男, ( , 浙江乐清人。副教授, 副院长, 工学硕 长期从事教学和科研工作。
式中
或初始上覆荷载; $ 为卸 # 478 为最大预压荷载, # 但后者加荷 卸荷比与超固结比 :;< 虽概念相似,
!
概
述
#
荷后上覆荷载。 时间长, 适于理论、 学术研究, 而前者 (本文所提的卸荷 加荷时间较短, 更适合实际工程。 比) (") 回弹率 ! 9 - ! 49= ! 49=
高层建筑的基坑, 地铁车站的基坑, 面积大, 开挖 深, 对这类大规模卸荷情况, 如何准 测坑底的回弹 变形量, 一直为工程界所重视。但至今还没有一个比 因此, 在不同应 较好的估算方法。因土不是纯弹性体, 力路径条件下, 其性质变化有很大的差异。所以本文 首先从试验研究出发, 遵循土的卸荷特性, 提出一个简 以供实际工程参考。 易的估算方法, 式中
!5
(")
! 49= 为最大预压荷载或初始上覆荷载下的孔隙
比; 9 为对应于卸荷后上覆荷载下的孔隙比。 !
"
室内土工试验设计
为了模拟大面积卸荷, 采用常规的固结回弹试验。
回弹模量 % > ($) 回弹模量表示卸荷应力与回弹应变之比, 即 %> 5 式中 # 478 - # 9 # - #9 (! ? ! 49= )5 478 ! 9 - ! 49= & &! ($)
试验土样来自温州地区浅层原状粉质粘土。基本物理 属性 为 含 水 率 +%0 , 重 为 !’ # ( 1234$ , 容 重 容 干 初始孔隙比 ! & 5 ! # !.’。为了取得比较充 !" # + 1234$ , 分的数据, 共进行四组平行试验。试验土样为原状土, 按土工试验规定制备, 在多联固结压力仪上预压, 每组 土样预压荷载分别为 !"%, , , 167, 待固结稳 "&& $&& +&& 定后, 按不同比例卸荷, 试验原始数据见表 !。经整理 试验结果如图 ! 所示。从图 ! 可以看出该试验结果具 有以下特点: 所有的回弹路径几乎是一组平行线。 ! 不论初始应力水平的大小, 当卸荷量比较小的时候, " 回弹路径是一条水平线, 即不发生回弹变形。这一性
〔!〕 质与加荷条件前期固结压力曲线具有相似性质 。 #
& & 为 原 位 初 始 荷 载 下 土 体 的 孔 隙 率, & 5 &
! 49= 。 ! ? ! 49= 根据上述指标定义, 将试验结果重新整理, 见表 " 所示。 从表 " 的试验成果,发现有以下的规律: (!) 最大回弹率!478 与预压荷载的关系 最大回弹率为某预压荷载 # 478 下所有试样中回弹 率的最大值, 如表 ! 中 & # !&. 即为!478 。 图 " 表示最大回弹率!478 与预压荷载 # 478 的关系, 预压荷载越大, 可以看出, " 具有明显的线性关系, 图 完全卸荷后土的回弹率也越大。这一规律说明, 基坑 开挖深度越大, 坑底土的回弹量也越大, 在实际工程中 也具有相同的现象。 (") 平均回弹率$ 与卸荷比 " 的关系 ! 平均回弹率$ 为某预压荷载下多组试样回弹率 ! 的平均值。 将平均回弹率$ 与卸荷比 " 之间的关系, 整理在 ! $ 半对数坐标系统中, 见图 $ 所示, 与 @A 之间具有明 " !
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