汕頭粘土剪切帶實驗研究及工程應(yīng)用分析.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城市的建筑和交通等工程領(lǐng)域取得快速發(fā)展。復(fù)雜工程越來越多，高樓和城市地下空間等對巖土工程提出更高要求。實際巖土工程中，我們嚴(yán)格按照規(guī)范對工程進行設(shè)計和施工，但一些工程事故仍然發(fā)生。當(dāng)今的巖土工程基于小變形理論，未考慮土體應(yīng)變局部化變形的作用，忽略了應(yīng)變局部化變形對土體強度的影響，設(shè)計中采用土體峰值應(yīng)力計算強度參數(shù)，過高的估計了土體強度是誘發(fā)工程事故的重要因素之一，尤其在軟土地區(qū)更為突出。目前，國內(nèi)外對砂土的應(yīng)變局部化

2、變形研究較多，而對粘土形成的剪切帶研究甚少。對粘土形成剪切帶的認(rèn)識有助于我們進一步研究土體的變形，從而有效防止工程事故的發(fā)生。因此，對軟土區(qū)粘土剪切帶的研究具有重要的理論和實際意義。
　　本文基于汕頭地質(zhì)情況，對汕頭粘土及含砂粘土進行真三軸的平面應(yīng)變實驗，研究粘土受荷后形成剪切帶所表現(xiàn)出的規(guī)律；用Midas有限元分析軟件對潮汕歷史文化博覽中心深基坑開挖工程及懸臂式圍護樁樁間土體進行數(shù)值模擬。本文研究的主要內(nèi)容有以下幾個方面：

3、>　?。?）通過對汕頭區(qū)域地質(zhì)情況進行調(diào)查，總結(jié)汕頭軟土區(qū)粘土特性；基于汕頭地質(zhì)情況對粘土及含不同量砂土的粘土進行真三軸的平面應(yīng)變實驗，探究了粘土在平面應(yīng)變條件下剪切帶的形成情況。
　?。?）采用土樣的應(yīng)力、孔隙水壓力及側(cè)向應(yīng)變ε3等隨軸向應(yīng)變的變化規(guī)律確定了粘土在形成剪切帶過程中的特征點，歸納、總結(jié)出汕頭粘土剪切帶各特征值間的關(guān)系，建立了剪切帶開始形成時的應(yīng)力和峰值應(yīng)力比值與圍壓間的擬合公式，解決了如何將峰值應(yīng)力轉(zhuǎn)化為剪切帶開始

4、時的應(yīng)力問題，達到在巖土工程設(shè)計中考慮應(yīng)變局部化變形的目的；考慮汕頭地區(qū)普遍存在砂粘交互層的地質(zhì)現(xiàn)象，研究了含砂量的不同對粘土剪切帶形成的影響。
　　（3）通過電鏡掃描實驗，觀察粘土和含砂粘土形成剪切帶的結(jié)構(gòu)，試圖從微觀角度解釋粘土的宏觀規(guī)律，進一步分析粘土剪切帶的形成機理。
　　（4）基于汕頭粘土形成剪切帶的規(guī)律，將應(yīng)變局部化變形問題引入到深基坑的變形分析中，結(jié)合潮汕歷史文化博覽中心深基坑開挖工程實例，用有限元分析軟件模擬