上海软土剪切带形成的局部化变形及中主应力试验研究

摘要

在深基坑开挖施工过程中，经常会产生深基坑失稳破坏等工程事故。这些工程事故说明：现有土力学计算模型均未考虑土体在剪切带形成过程中的应变局部化问题，故不能很好的发现和解释这些工程事故的发生。目前基坑工程设计的依据主要是根据国家规范和地方规范，而规范中规定的报警值主要是根据实际工程所得到的经验值，缺乏一定的理论依据。因此，在基坑工程设计时把土体应变局部化的因素考虑进去，运用黏性土变形局部化的计算参数，将会进一步达到设计安全的目的。为进一步深入研究剪切带形成及其破坏机理，本文采用上海不同地区的第五层灰色原状黏土为研究对象，采用平面应变仪，进行不同围压下的固结不排水平面应变试验，在平面应变条件下全面细致地记录了整个剪切过程中土体的应力～应变关系，孔隙水压力的变化以及侧向局部化变形的发展情况，并对上海原状黏土进行了在平面应变条件下的中主应力量测。在试验结果的基础上分析、论证上海地区原状黏土在平面应变受力状态下的剪切带形成机理，提出剪切带开始形成的新标准，并进一步论证以孔隙水压力转折点为依据的标准，获得各个应变特征点综合信息；对剪切带倾角进行了测量并提出了其计算方法，并对土体的中主应力在土体变形过程中的变化发展情况进行了分析研究。本文最后还将变形局部化理论运用于工程实际当中，使用土体局部化变形开始点强度指标作为设计值，对上海市外滩通道工程(编号：2005市124)的关键节点进行计算与分析比较，结果表明，考虑局部化变形的方法能较准确地计算深基坑的变形情况，从而达到设计安全的目的，并希望以此能对工程设计提供一定的指导作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.2.1室内试验研究

1.2.2土体应变局部化的理论研究

1.2.3土体应变局部化的数值模拟

1.3本文的主要工作

第2章平面应变仪改进及其试验方法

2.1引言

2.2平面应变仪及改进

2.2.1平面应变仪的主机设备

2.2.2平面应变仪的附属设备

2.2.3平面应变仪的精度

2.2.4平面应变仪的改进

2.3平面应变试验方法及数据处理

2.3.1试验前检查

2.3.2试验步骤

2.3.3试验数据处理

2.4本章小结

第3章量测局部侧向变形的上海原状黏土平面应变试验

3.1引言

3.2量测局部侧向变形的上海原状黏土平面应变试验研究

3.2.1试验土样

3.2.2试验步骤

3.2.3试验曲线的综合分析

3.3土样的渐进破坏过程和破坏状态

3.4上海软土剪切带的倾角试验研究

3.4.1剪切带倾角的量测与比较

3.4.2剪切带倾角的计算

3.5本章小结

第4章原状黏土变形局部化与土体屈服相互关系试验研究

4.1试验土样

4.2不量测局部侧向变形的平面应变试验

4.3量测局部侧向变形的平面应变试验

4.4上海原状黏土变形局部化与土体屈服相互关系探讨

4.4.1孔隙水压力急剧增长变化点与土体屈服点之间的关系

4.4.2根据孔隙水压力～偏应力关系曲线与根据ε上和ε下～ε1曲线确定土体变形局部化初始形成特征值点的比较

4.5本章小结

第5章平面应变条件下的中主应力试验研究

5.1试验土样

5.2量测中主应力的平面应变试验

5.3本章小结

第6章考虑上海软土变形局部化的工程应用研究

6.1上海软土强度标准的探讨

6.2软黏性土样考虑局部变形的临界荷载参数分析

6.3考虑上海软土变形局部化的工程应用研究

6.3.1上海外滩通道工程延安路匝道暗埋段基坑工程

6.3.2基坑稳定性验算

6.4本章小结

第7章结论与展望

7.1主要结论

7.2展望

致谢

参考文献

在学期间发表的学术论文与研究成果