矩形地下连续墙槽壁失稳机理及其分析方法研究

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地下连续墙开挖技术早已在基础工程中有着广泛的应用,但槽壁稳定问题一直没有很好地解决。由于对稳定影响因素和失稳机理的认识不足,在实际应用中槽壁失稳的情况时有发生。本文在分析总结前人研究成果的基础上,从局部和整体失稳两个方面入手,结合文献中离心模型试验结果和失稳实例,分析了稳定的关键影响因素并阐述了失稳的机理,并对目前常用的分析方法按安全系数和研究对象的不同进行了分类。 本文应用雷国辉关于矩形孔口问题的应力应变解答,提出了半椭圆柱形破坏模型,弥补了在确定破坏体模型时理论分析的不足,通过对滑动体进行极限平衡受力分析,尝试提出了一种矩形地下连续墙槽段的整体稳定分析方法。应用Matlab程序化后,可以考虑地下水位、泥浆高度、开挖槽段长、墙后延伸距离、槽段方向上展布长度、地基土容重、地基土有效内摩擦角、地基土有效粘聚力、受拉区深度、墙后主动土压力、超载或均布荷载等多种影响因素,如给定安全系数,就可以得到所需泥浆容重。通过对本文分析方法的参数分析和应用,得出本文分析方法可以正确反映影响参数的影响规律并可以合理评价槽壁稳定性。 地下连续墙整体稳定分析方法众多,为了明确各分析方法的应用效果,本文从方法提出的理论基础、计算参数的敏感性以及实际应用效果三个方面对他们进行了对比分析研究。通过对常用9种分析方法的参数分析,并结合本文分析方法的参数分析,得出影响因素的一般性影响规律和各分析方法在反映影响规律时的不足及其原因;通过将分析方法与二维极限平衡状态,有限元分析、离心试验和现场实测结果对比,得出在半椭圆柱形、半圆柱形和三棱柱形滑动体假设基础上的槽壁稳定分析方法可以较为合理地评价槽壁的稳定性,相比之下本文分析方法计算所得所需泥浆容重更符合实际;通过对本文分析方法的变参数分析表明,在槽段方向上展布长度为墙后延伸距离2倍的破坏模型下,当墙后土压力影响系数为0.5时应用效果最好。
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