小应变下基坑开挖应力路径对剪切模量的影响
土体小应变条件下紧邻地铁枢纽的超深基坑变形特性数值分析
摘要：以上海地区一紧邻地铁枢纽的超深基坑工程为分析对象，考虑土体的小应变刚度特性，建立地铁区间隧道
和邻近基坑的二维有限元分析模型，探讨土体小应变条件下超深基坑的变形特性。算例分析表明，考虑土体小应
本文以上海地区一紧邻地铁枢纽的超深基坑工 程为分析对象，由于该工程的重要性，设计要求地 面最大沉降量及围护墙水平位移必须满足规程[4]。 在如此严格的变形控制要求下，土体变形将处于小 应变区域。因此，在变形分析时有必要考虑土体的 小应变刚度特性。本文采用 Plaxis 软件，建立地铁 区间隧道和邻近基坑开挖的有限元模型，通过参数 分析，探讨土体小应变条件下紧邻地铁枢纽的超深 基坑变形特性。
非常小应变京地区典型土体的小应变刚度特性并以0001小应至00011以及大应变10挖地铁工程为例采用plaxis软件对隧道下穿越高精度的小应变试验揭示了小应变区域内土体刚度有桥梁的变形影响进行分析与监测结果的对比表随着应变的增加而发生剧烈衰减有代表性的现象明考虑土体小应变特性可提高计算结果的精度是应变为1时所对应的刚度比其最大刚度要小一预测值与实测值较为吻合
2 工程概况
“世纪大都会”2–3 地块工程位于上海浦东新 区由世纪大道、张杨路及福山路形成的三角形地带， 占地面积约 38 000 m2。拟建地面建筑物由多幢高 层办公楼和商业裙楼组成，地下空间按地下 4 层(局 部二、三层)考虑，地下室深度 14.75～22.8 m，功 能为商场和车库。整个地块与地铁位置关系复杂， 基坑南侧紧邻地铁世纪大道站，作为上海目前惟一 的四线换乘枢纽，地铁 2#，4#，6#和 9#线在此交汇， 特别是轨道交通 6#线明挖区间更是以地下一层的形 式直接穿越整个地块，将地块一分为二。因此，6# 线是该基坑工程最为重要的保护对象，轨道交通与 该地块的相对位置关系如图 1 所示。
应力路径对抗剪强度指标影响的试验研究
LU 1 . C 2) 0( C 22 100 154 70 184 72 186 -2 114 1. 36 硬 C 23 200 308 150 358 139 347 11 208 1. 07 硬 C 31 50 77 35 107 27 99 8 72 3. 81 硬
LU 2 . C 3) 0( C 32 100 154 80 194 55 169 25 114 5. 64 硬 C 33 200 308 155 398 134 377 21 243 2. 87 硬 D1 50 50 50 133 . 4 14 97 . 4 36 83 . 4 5. 38 硬 D2 100 100 100
1 试验的内容及成果
试验 在 T SZ 30 0 型台式 常规三 轴仪上 进 2. 行. 该仪器不能产生轴向 σ a 小 于径向 σ r 的 应力状 态. 通过改变透水帽与加压活塞杆的连结方式 , 使二 者之间既可以传递压力又可以 -10 -27 [ 作者简介] 何世秀( 1942 -), 女 , 湖北宜都人 , 湖北工学院教授 , 研究方向 : 岩土工程 .
第 19 卷第 1 期 Vol . 19 No . 1
湖 北 工 学 院 学 报 Journal of Hubei Polytechnic University
2004 年 2 月 Feb. 2004
[ 文章编号] 1003 -4684( 2004) 02 -0001-05
应力路径对抗剪强度指标影响的试验研究
2
湖 北 工 学 院 学 报 2004 年第 1 期
究其抗剪强度 . 试验过程中 , 出现以下情况视为试样破坏 : 加卸 载过程中 , 应力大幅降低或在某级荷载下应变速率 急剧 加 大 , 超 过 0 . 9 mm/ min ; 试样总应变 超过
应力路径对重塑黏土有效抗剪强度参数的影响
第35卷 第12期2007年 12月 华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版)J.Huazhong Univ.of Sci.&Tech.(Nature Science Edition )Vol.35No.12 Dec. 2007收稿日期:2006210216.作者简介:周葆春(19782),男,博士;信阳,信阳师范学院建筑工程系(464000).E 2m ail :zhoubcxynu @基金项目:河南省自然科学基金资助项目(0511045200);信阳师范学院青年骨干教师资助计划.应力路径对重塑黏土有效抗剪强度参数的影响周葆春1,2(1信阳师范学院建筑工程系,河南信阳464000;2华中科技大学土木工程与力学学院,湖北武汉430074)摘要:为探讨应力路径对黏土有效抗剪强度参数的影响,即临界状态线的惟一性问题,在确保试样的初始状态、应力历史、排水条件、加荷速率、试验仪器、破坏取值标准均一致的前提下,进行了常规三轴压缩与等p 三轴压缩应力路径下同种重塑黏土的固结排水剪切试验.得到了两种应力路径下的有效抗剪强度参数和临界状态线参数,试验结果证实不同应力路径下重塑黏土有效抗剪强度参数有较大差别,临界状态线不惟一.定性分析表明:相对于常规三轴压缩路径,重塑黏土在等p 三轴压缩路径下具有较低、有效内摩擦角的原因是剪切过程中围压的降低造成侧向卸荷引起的土体抗剪能力下降;产生凝聚力的原因是在排水剪切过程中存在超固结效应.关 键 词:重塑黏土;应力路径;有效抗剪强度参数;临界状态线;超固结效应中图分类号:TU43 文献标识码:A 文章编号:167124512(2007)1220083204Influence of stress path on effective shearstrength parameters of reshaped clayZhou B aochun(1Department of Architectural Engineering ,Xinyang Normal University ,Xinyang 464000,Henan China ;2College of Civil Engineering and Mechanics ,Huazhong University of Science and Technology ,Wuhan 430074,China )Abstract :In order to st udy t he Influence of st ress pat h on effective shear st rengt h parameters and t he uniqueness of critical state line for clay ,on t he premise of ensuring t he identity of initial condition ,st ress history ,drainage condition ,shear st rain rate ,tester ,failure standard for soil samples ,t he drained triaxial comp ression test s under t he st ress pat hs of conventional t riaxial compression and t he mean normal stress remains constant were carried out for normally consolidated reshaped clay ,t he pa 2rameters of effective shear st rengt h and critical state line under t he two st ress pat hs were obtained ,t hese result s demo nstrated t hat t he influence of st ress pat h on effective shear strengt h parameters were considerably large and could not be neglected ,and t he critical state line was not unique.Qualita 2tive analysis showed t hat t he reason of a lower effective angle of internal f riction of reshaped clay un 2der t he st ress pat h of t he mean normal st ress remains constant was t he falling of shear capacity p ro 2duced by t he falling of confining p ressure ,t he cause of generation of cohesion was t he over 2consolida 2tion effect ,compared wit h t hat under t he st ress pat h of conventional t riaxial compression.K ey w ords :critical state line ;reshaped clay ;stress pat h ;effective shear st rengt h parameter ;over 2consolidation effect 临界状态线(CSL 线)是临界状态土力学[1]的核心概念,临界状态土力学认为,试样的有效应力达到该线将立即破坏,而与其所径历的应力路径无关.实际上CSL 线作为临界状态土力学的破坏准则,是p2q(p为平均正应力,q为广义剪应力)平面内的剪切破坏线.这就意味着不同应力路径下CSL线惟一,应力路径对有效抗剪强度参数没有影响.众多研究[2～9]表明:抗剪强度和总抗剪强度参数与应力路径相关;而有效抗剪强度参数与应力路径是否相关,存在不同理解,文献[3～6]的试验结果表明有效抗剪强度参数与应力路径无关,而文献[7～9]的试验结果表明与应力路径相关.以上试验均为固结不排水剪切三轴压缩试验,抗剪强度值会受到孔隙压力测量精度和试验破坏取值标准等因素的影响,而取原状土作为试样又受到其初始状态和应力历史的影响.本文在确保试样的初始状态、应力历史、排水条件、加荷速率、试验仪器、破坏取值标准均一致的前提下,进行常规三轴压缩(CTC)与等p三轴压缩(P TC)应力路径下同种正常固结重塑黏土的排水剪切试验,得到两种应力路径下的有效抗剪强度参数和临界状态线参数;试验结果证实不同应力路径下重塑黏土有效抗剪强度参数有较大差异,不同应力路径下CSL线不惟一,并对此进行定性分析.1 试验1.1 试样制备试验土样采用某基坑工程的黏土重塑而成.重塑试样的制备严格依照《土工试验规程》[10]的要求进行.选取该基坑代表性土样10kg,经风干、碾碎、过2mm的筛,测定风干含水率为5.92% (质量分数,下同),按要求的含水率33.4%算出所需的加水量.将需加的水量喷洒到土料上拌匀,稍静置后装入塑料袋,然后置于密闭容器内24h,使含水率均匀.取出土料复测其含水率,保证测定的含水率与要求的含水率的差值小于±1%,否则调整含水率直至符合要求为止.根据要求的干密度1.44g/cm3,称取所需湿土质量,按试样高度分6层击实,各层土料要求质量相等.第1层击实至要求高度后,将表面刨毛,然后再加第2层土料,如此继续进行,直至击完最后一层.将击样筒中的试样两端整平,取出称其质量,试样的密度差值应小于0.02g/cm3,即试样的合格标准为制备完成后其质量在183.2～185.8g之间.控制重塑土试样质量的标准是含水率和干密度,两者必须同时满足要求方为合格.试样的各项物性指标及体积参数为:17mm液限48.19%,10 mm液限42.67%,塑限29.52%,塑性指数18.67,含水率33.4%,干密度1.44g/cm3,土粒比重2.73,试样高度8cm,直径3.91cm.1.2 排水条件在固结排水剪切三轴压缩试验过程中,孔隙水压力保持为0kPa,总应力等于有效应力,因此在试样受剪过程中最大主应力差与最大有效主应力比将在同时或同一轴向变形时发生,两种取值标准不影响试样的强度[11].为消除试验破坏取值标准对抗剪强度值的影响,三轴压缩试验均采用排水剪切条件.1.3 三轴压缩试验三轴压缩试验采用南京电力自动化设备厂生产的S J21A型三轴仪,分两组进行,每组4个试样.装样完成后,对试样进行反压力饱和.然后,每组分别在100kPa,200kPa,300kPa,400kPa的周围压力下等压固结,固结的完成以孔隙水压力消散95%以上和排水量稳定为标准.完成后,启动试验机电机对试样进行剪切,剪切应变速率为0.014%/min.在剪切过程中,测读测力计、轴向位移计读数的同时测读排水管读数,剪切至轴向应变达20%以上结束试验,剪切过程历时约24h.由于所采用剪切应变速率稍大,因此采用双面排水.在剪切过程中,第1组试样采用CTC应力路径,试样分别固结稳定后,剪切过程中增加轴向压力σ1,保持周围压力σ3不变,进行压缩剪切试验,此时平均正应力增量Δp>0;第2组试样采用P TC应力路径,试样分别固结稳定后,在剪切过程中增加σ1,减小σ3(Δσ3=-Δσ1/2),保持p为常数,进行压缩剪切试验.1.4 试验结果CTC与P TC应力路径下的主应力差(σ1-σ3)与轴向应变ε1关系如图1和图2所示;体应变εv与轴向应变关系如图3和4所示.由图1和2图1 (σ1-σ3)与ε1的关系(CTC应力路径)可见:C TC与P TC应力路径下试样均呈应变强・48・ 华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版) 第35卷图2 (σ1-σ3)与ε1的关系(P TC 应力路径)图3 εv 与ε1的关系(CTC 应力路径)图4 εv 与ε1的关系(PTC 应力路径)化特性,但试样在C TC 应力路径下的抗剪强度远大于P TC 路径下的抗剪强度,CTC 路径下(σ1-σ3)与ε1的关系曲线的初始坡度低于P TC 路径下的初始坡度.从图3和4可以看出:体应变在CTC 与P TC 应力路径下均呈纯粹剪缩特性,且随固结压力的增大而递增,但C TC 路径下体应变幅度为相应P TC 路径下幅度的两倍左右.由试样在CTC 与P TC 路径下应力应变关系和抗剪强度的强烈差别证实了本构关系与抗剪强度对应力路径的强烈依赖性.2 试验结果分析根据三轴压缩试验破坏取值标准,取轴向应变为15%所对应的主应力差作为试样的抗剪破坏标准,得出CTC 与P TC 应力路径下试样的破坏点应力值如表1所示.表1 CTC 与PTC 应力路径下试样的破坏点应力值(kPa )应力路径σ3σ1p qCTC(σ3=100kPa )100295.40165.13195.40(σ3=200kPa )200560.59320.20360.59(σ3=300kPa )300820.77473.59520.77(σ3=400kPa )4001058.38619.46658.38P TC(p =100kPa )55189.7399.91134.73(p =200kPa )124351.04199.68227.04(p =300kPa )202495.37299.79293.37(p =400kPa )275649.88399.96374.88 根据表1中破坏点应力值分别绘制C TC 与P TC 应力路径下的破坏应力圆,做抗剪强度包线,其倾角为有效内摩擦角φd ,其在纵轴上的截距为有效凝聚力c d ,得到CTC 路径下φd =27.5°,c d =0kPa ;P TC 路径下φd =20.3°,c d =28.7kPa.临界状态土力学[1]中CSL 线表示为q =M p ,其中M 为试验参数.将其推广到有凝聚力的情况[12],q =M (p +p r ),式中p r 为试验参数.根据破坏点应力值,通过一元线性回归分别拟合C TC 与P TC 应力路径下的CSL 线,得CTC 路径下M =1.09,p r =0kPa ,相关系数R 2=0.9944;P TC 路径下M =0.79,p r =61.0kPa ,R 2=0.9962.由此可见,应力路径对有效抗剪强度参数的影响是显著的,P TC 应力路径下试样的φd 比C TC 路径下低约1/4;试样在C TC 路径下c d 为0kPa ,在P TC 路径下产生了不可忽略的有效凝聚力.P TC 应力路径下试样具有比较低的有效内摩擦角,实质就是试样在该应力路径下的抗剪能力比在CTC 路径下低,原因是剪切过程中围压的降低造成了侧向卸荷引起的土体抗剪能力下降.P TC 应力路径下试样产生凝聚力的原因在于:在试样剪切过程中排水边界条件为双面排水,加荷速率较慢,而应力路径为增加σ1,减小σ3,试样破坏时的围压降为固结压力的一半左右,所以在排水剪切过程中存在超固结效应,从而产生了凝聚力.实质上,临界状态线作为临界状态土力学的破坏准则是p 2q 平面上的剪切破坏线,应力路径对有效抗剪强度参数的影响与对CSL 线的影响从物理背景上看是同一问题,排水剪切三轴压缩・58・第12期 周葆春等:应力路径对重塑黏土有效抗剪强度参数的影响 条件下M ,p r 与φd ,c d 的换算关系为M =(6sin φd )/(3-sin φd );p r =c d /(tan φd ).C TC 与P TC 应力路径下M 和p r 参数值具有较大差异,证实不同应力路径下重塑黏土的临界状态线不惟一.由以上试验结果及其定性分析可以得出这样的结论:不同应力路径下重塑黏土的有效抗剪强度参数有较大差异,其临界状态线不惟一.在排除了其他相关因素对有效抗剪强度参数的影响之后,这些差异正是应力路径的方向性不同所致.参考文献[1]Schofield M A ,Wroth C P.Critical state soil me 2chanics[M ].London :Mc Graw 2Hill ,1968.[2]卢肇钧.粘性土抗剪强度研究的现状与展望[J ].土木工程学报,1999,32(4):329.[3]潘小青,潘 琳,罗嗣海.应力路径对正常固结饱和粘土φcu 的影响[J ].大坝观测与土工测试,1997,21(4):25230.[4]常银生,王旭东,宰金珉,等.粘性土应力路径试验[J ].南京工业大学学报,2005,27(5):6211.[5]张文慧,王保田,张福海.应力路径对基坑变形的影响[J ].岩土力学,2004,25(6):9642966.[6]宋 磊,温庆博.基坑支护结构上的水土压力试验及计算[J ].清华大学学报:自然科学版,2003,43(11):157221575.[7]黄质宏,朱立军,廖义玲等.不同应力路径下红粘土的力学特性[J ].岩石力学与工程学报,2004,23(15):259922603.[8]刘熙媛,闫澍旺,窦远明,等.基坑开挖卸荷对土体抗剪强度指标的影响[J ].河北工业大学学报,2004,33(4):54257.[9]何世秀,余益贤,吴刚刚.应力路径对抗剪强度指标影响的试验研究[J ].湖北工学院学报,2004,19(1):125.[10]中华人民共和国行业标准编写组.SL23721999土工试验规程[S].北京:中国水利水电出版社,1999.[11]钱家欢,殷宗泽.土工原理与计算[M ].2版.北京:中国水利水电出版社,1996.[12]D ′orazio T B ,Sunami S ,Duncan J M.CDN2D :afinite element computer program for analysis of con 2solidation (UcbPgt P81201)[R ].Berkeley :Univer 2sity of California ,1981.我校学子获2007ACM/ICPC 国际大学生程序设计竞赛金牌 在10月28日举行的2007ACM/ICPC 国际大学生程序设计竞赛亚洲区域赛(南京)中,我校学子取得一金一铜的优异成绩.ACM/ICPC (association for comp uting machinery/international collegiate p rogramming contest )是由国际计算机组织ACM 主办的,世界上公认规模最大、水平最高的国际大学生程序设计竞赛.决赛中至少出6道命题,至多出10道命题,比赛时间为5个小时.每道试题用时将从竞赛开始到试题解答被判定为正确为止,每一次错误的运行将被加罚20分钟,未正确解答的试题不计时.试题解答结果提交电脑裁判运行,判决结果会及时通知参赛队伍.电脑根据解题数目和所用时间进行排名.比赛前十名将获得金牌.・68・ 华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版) 第35卷。
剪切模量和切变模量
剪切模量和切变模量
剪切模量和切变模量是材料力学中的两个重要概念，用于描述材料的力学性质。
本文将分别介绍剪切模量和切变模量的定义、计算方法、影响因素等方面的知识。
一、剪切模量
1. 定义：剪切模量是指在材料受到平行于其平面的直角剪应力时，单位剪应力下产生的应变比。
剪切模量通常用G表示。
2. 计算方法：剪切模量的计算方法是通过剪应力和剪应变的比值得出，公式如下：
G = τ/γ
其中，G表示剪切模量，τ表示剪应力，γ表示剪应变。
3. 影响因素：材料的剪切模量受到材料成分、结构和温度等因素的影响。
一般来说，金属的剪切模量较大，纤维素、木材等非金属材料的剪切模量较小。
此外，材料的结构也会影响其剪切模量，例如晶粒尺寸、有序程度等因素都会对剪切模量产生影响。
二、切变模量
1. 定义：切变模量是指在材料受到沿着垂直于其平面的剪切应力时，单位切应力下产生的应变比。
切变模量通常用G’表示。
2. 计算方法：切变模量的计算方法是通过切应力和切应变的比值得出，公式如下：
G’ = τ/γ’
其中，G’表示切变模量，τ表示切应力，γ’表示切应变。
3. 影响因素：切变模量受到的影响因素与剪切模量类似，包括材料成分、结构和温度等因素。
但是，由于切变模量的定义不同于剪切模量，因此计算方法和影响因素也会有所不同。
综上所述，剪切模量和切变模量是描述材料力学性质的两个重要参数。
深入了解这两个参数的定义、计算方法和影响因素对于材料科学研究和工程应用都具有重要意义。
应力路径对砂土剪切模量影响的颗粒流模拟
确 了土 的土 性参 数 、 大气 压 、 均 有效 主应 力对砂 土 平 的剪切模 量 的 影 响 。 祝 龙 根 以 福 建 饱 和砂 样 为 例 ， Ｈ ｒｉ 验 公 式 进 行 了 进 一 步 的修 订 ， 出 对 ａｄｎ经 提 了一 个确定 最 大剪 切 模 量 的经 验 公 式 ： … ＝ ８ ０ Ｇ ５ ０－ 。 （ １ ７一ｅ ／ １＋ｅ ， 一 步 明确 了剪 切 模 量 与 平 ２． ） （ ）进
浙 江建 筑 ， ２ 第 ７卷 ， ５期 ，０ ０年 ５月 第 ２１
Ｚ ￣ｉ ｇＣ ｎｔ ｃ ｏ ，Ｖ １２ ，Ｎ ． Ｍａ ：０ ０ ｈ ａ ｏ ｓ ｕｔ ｎ ｏ．７ ｏ５， ｙ ２ １ ｎ ｒ ｉ
应 力 路 径 对 砂 土 剪 切 模 量 影 响 的 颗 粒 流 模 拟
Ｇｒ ｎ ｌ ｒＦｏ Ｓｉ ｌｔ ｎ ｏ ｈ ｆ ｃ ｆＳ ｒ ｓ ａ ｈ ａ ｕａ ｌｗ ｍｕａ ｉ ｆｔ ｅ Ｅ ｅ ｔｏ ｔｅ ｓ Ｐ ｔ ｏ
均有 效主 应 力 和孔 隙 比 的关 系 。张 培 森 研 究 了
应 力路 径旋 转对 剪 切 模 量 的影 响 ， 到 在 小应 变 范 得
１ 试 样 的 生 成 与 加 载 条 件
１ １ 试 样 生 成 ．
围内， 剪切 模量 的初 始 值 随试 验 应 力 路 径 与 近期 应
力 间的夹 角 ０增 大 而 增 大 。 陈 国兴 等 对 不 同地 区 （ 南京 、 苏南 地 区 、 江 中下 游 地 区 ） 长
摘
要 ： 切 模 量 是 衡 量 土 体 变 形 能 力 大 小 的 一 个 重 要 指 标 ， 响 土 的 剪 切 模 量 的 因素 有 很 多 ， 平 均 有 效 主 应 力 。 隙 比 。 剪 影 如 孔
基坑开挖应力路径分析
基坑开挖应力路径分析摘要：基坑工程的特殊性在于开挖卸荷，而且基坑中不同部位土体卸荷的应力路径是完全不同的。
本文分析表明，基坑开挖有两个主要影响因素：插入比和宽高比。
插入比主要影响基坑变形；宽高比主要影响基坑卸荷应力增量比。
卸荷应力增量比变化幅度很大，宽基坑卸荷应力增量比介于-0.9～0.6之间，窄基坑卸荷应力增量比介于-2.2～1.0之间。
关键词：基坑；卸荷；应力路径Abstract: the foundation pit engineering is the particularity of the excavation unloading, and foundation pit in different parts of the soil mass unloading stress path is completely different. This paper analysis shows that, excavation has two main influence factors: insert ratio and wide aspect ratio. Insert the main influence than deformation; Wide main influence excavation unloading aspect ratio than stress increment. Unloading stress increment the extent than change, wide excavation unloading than stress increment between-between 0.9 and 0.6, and narrow excavation unloading than stress increment between-between 2.2 and 1.0.Keywords: foundation pit; Unloading; Stress path1引文在基坑工程中，土体处于卸荷扰动状态。
基于小应变特性的基坑开挖对邻近桩基影响分析方法_木林隆
基坑中土的应力路径与强度指标以及关于水的一些问题
岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
Vol.31 No.11 Nov.，2012
基坑中土的应力路径与强度指标以及 关于水的一些问题
李广信
(清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京 100084)
摘要：基坑开挖是在原状土层中进行的，其地基土的应力路径既不同于常规挡土墙中土的应力路径，也不同于室 内常规三轴压缩试验中试样的应力路径。基坑工程中，支挡结构物前、后土体的平均主应力或者某些方向的主应 力常常是减少的，对于饱和黏性土的固结不排水三轴试验，可能产生负的超静孔隙水压力，从而会影响土的抗剪 强度指标。本文指出，对于黏性土中的基坑，在近期施加的墙后地面超载 q，以及欠固结土地基的情况下，使用 固结不排水(或固结快剪)强度指标计算土压力与进行稳定分析是偏于不安全的；同时指出，重力式水泥土墙的抗 滑移和抗倾覆稳定验算，以及用瑞典圆弧法进行整体稳定验算时，对于饱和黏性土，如使用固结不排水强度指标， 其抗力部分中的自重应按浮重度计算。结合对《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ 120— 201×)报批稿进行的一些 讨论，分析在基坑支挡结构计算中水压力的作用，提出地基土为粉土时，水土压力分算还是合算取决于其下 土层的性质。 关键词：基坑工程；应力路径；强度指标；稳定分析；水压力 中图分类号：TU 47 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2012)11–2269–07
γ′z
K 0 γ′z 0
γ′z－∆u
K a (γ′z－∆u)
(K a －K 0 )γ′z+(1－K a ) ∆u (K 0 －K a )γ′z－(1－K a ) ∆u
基坑开挖伴随应力状态改变对土压力的影响_孙淑贤
内聚力 ( k Pa)
内摩擦角 (度 )被动土Fra bibliotek力 ( k Pa)
压缩试验
12. 0～ 12. 8
8
卸荷试验
12. 0～ 12. 8
8
19. 8
15
36. 5
371. 5
19. 8
22
31. 0
325. 0
体积动水力 ( kN /m3 ) ; Ka— — 主动土压力系 数 ; c、h— — 土 的强度指 标 ;Vwz—— 静水 压 力 ( k Pa )。 从上式可以看出: 动水力使水位面以下的土 体自重应力增加 , 相应地 , 水位以下部分的 主动土压力也有所增加。
【Key words】 f oundati on pi t excavati on st ress path seepage earth press ure
1 前言 基坑开挖使地基土的初始应力状态发生
了改变 , 地下水位也产生了变化 , 基坑内外 产生渗流使地基土有效应力发生改变。 这些 变化对土压力会产生一定的影响。 目前 , 在 基坑支护结构的设计中 , 土压力的计算并没 有考虑开挖的实际应力路径以及地下水变化 的影响 , 这自然会导致支护结构设计的不准 确性。 因此 , 选择符合开挖时的应力状态的 试验方法来评价基坑开挖后的土体强度和土 压力是十分必要的。 为此 , 本文研究了不同 应力路径的试验方法以及测得强度指标的差 异。 同时 , 对地下水变化所引起的土压力的 改变进行了研究。 2 基坑开挖的实际应力状态对土压力
在被动土压力区 , 水位面以下的被动土 压力强度为:
图 4 基坑周边地基应力和相关 变化模式
3. 1 动水力对水位面以下的土压力的影响 随着基坑的开挖 , 基坑内外的水头差不
基坑开挖对基坑下方及基坑侧方盾构隧道变形影响分析
19.5
0.714
24.5
4.5 30.0
160
②4
粉砂
19.6 0.696
24.1
4.0 33.0
200
②5
粘质粉土夹砂质粉 土
18.8
0.883
31.0
8.0 27.0
140
⑤1
淤泥质粉质粘土夹 粉土
17.9
1.101
38.0 12.5 15.0
90
⑤2
淤泥质粘土
17.0 1.390
48.1 20.0 11.0
工况2 （堆土清除1） 工况4 （降水） 工况5 （堆土清除2） 工况6 （开挖1） 工况7 （开挖2） 工况8 （开挖3） 工况9 （开挖4） 工况10（开挖5） 工况11（开挖6） 工况12（开挖7） 工况13（开挖8） 工况14（开挖9） 工况15（开挖10） 工况16（开挖11） 工况17（钢锭移除）
8m以上标高土体卸除后变形
西侧卸土区域，坑底处土体隆起7.1mm， 东侧堆载区域，坑底处土体沉降4.76mm。 左线因卸土隆起，最大隆起量3.25mm； 右线因堆土沉降，最大沉降量1.72mm。
降水至-1.0m处变形
降水区域盾构平均沉降约2mm， 左线最大隆起量减小为1.24mm，并有部分管片沉降2.35mm； 右线沉降进一步加大到3.52mm。
固结快剪
C
Φ
kPa °
地基 承载力 特征值
fak KPa
①1
耕土
(17.5)
80
①2
杂填土
(18.0)
80
①3
素填土
(18.0)
80
①4
河塘淤泥
(14.0)
剪应力与剪应变的关系
剪应力与剪应变的关系稿子一嗨，亲爱的小伙伴们！今天咱们来聊聊剪应力与剪应变的关系，这可是个很有趣的话题哦！你知道吗？剪应力就像是一个调皮的小捣蛋，总是在材料内部搞小动作。
当我们对一个物体施加力的时候，如果这个力是沿着平行于截面的方向，那就产生了剪应力。
而剪应变呢，就像是物体对这个调皮捣蛋的剪应力做出的反应。
它反映了物体在剪应力作用下形状的改变程度。
比如说，我们拿一块橡皮来举例。
当我们从侧面挤压它的时候，橡皮受到的就是剪应力，然后橡皮形状的变化程度就是剪应变。
如果剪应力增大，那剪应变也会跟着增大哦。
就好像小捣蛋使的劲儿越大，物体的变形就越厉害。
不过呢，不同的材料对剪应力和剪应变的反应可是不一样的。
有些材料像钢铁，比较坚强，能承受很大的剪应力才会有明显的剪应变；而有些像橡胶，稍微给点力，剪应变就很明显啦。
怎么样，是不是觉得剪应力和剪应变的关系有点意思啦？稿子二嘿，朋友们！今天咱们一起走进剪应力与剪应变的奇妙世界！想象一下，剪应力就像是一个爱推搡的小家伙。
它总是在材料里面横冲直撞，推着材料的各个部分。
那剪应变呢，就是被推搡后的材料的表情。
如果推搡得轻，材料可能只是微微变了下脸；要是推搡得厉害，那材料的表情可就大变样啦！比如说，我们拧一根铁丝，这时候铁丝受到的力就是剪应力，铁丝扭曲的程度就是剪应变。
而且哦，剪应力和剪应变之间的关系不是简单的一对一。
有时候，一点点剪应力就能让某些软材料产生大大的剪应变；但对于硬材料，可能要使很大的劲儿，也就是很大的剪应力，才能看到明显的剪应变。
这就好像不同性格的人，有的很敏感，轻轻一碰就有大反应；有的很沉稳，非得大力刺激才会有所改变。
呢，剪应力和剪应变的关系就像是一场有趣的互动游戏，它们相互影响，共同决定着材料的变形情况。
好啦，今天关于剪应力与剪应变的关系就聊到这儿，希望你们都能明白哦！。
考虑应力路径基坑变形计算及支护性能研究
第18卷第1期铁道科学与工程学报Volume18Number1 2021年1月Journal of Railway Science and Engineering January2021 DOI:10.19713/ki.43−1423/u.T20200270考虑应力路径基坑变形计算及支护性能研究牛建东1，李泽玮1，肖剑2，王克宏3(1.中南大学土木工程学院，湖南长沙410075；2.长沙市规划勘测设计研究院，湖南长沙410007；3.湖南省核工业地质局三〇三大队，湖南长沙410119)摘要：基于半无限大弹性空间在条形荷载作用下应力的Melan解，首先根据基坑开挖过程应力状态的变化，建立基坑开挖问题的平面力学分析模型。
利用Duncan-Chang曲线模型中的参数计算方法，推导加载和卸载模量公式，进而结合平面应变问题的物理方程和几何方程，建立平面应变问题的本构方程，得到基坑开挖后土体位移计算方法。
然后建立土压力与支护结构位移的正弦和幂函数关系曲线，提出土压力计算方法。
最后将理论成果应用于工程实践，将土体位移和土压力的理论值与实测数据进行对比分析。
研究结果表明：该计算模型得到的基坑变形位移与实测结果吻合较好，验证了土压力与位移计算方法的合理性，同时由监测数据得到锚索预应力随时间的三阶段变化趋势，以及深层水平位移和坡顶竖向位移的匙形分布特点。
关键词：深基坑；Melan解；应力路径；位移；土压力；实测数据中图分类号：TU470文献标志码：A文章编号：1672−7029(2021)01−0071−10Deformation calculation and supporting performance offoundation pit considering stress pathNIU Jiandong1,LI Zewei1,XIAO Jian2,WANG Kehong3(1.School of Civil Engineering,Central South University,Changsha410075,China;2.Changsha Planning&Design Survey Institute,Changsha410007,China;3.303Brigade of Hunan Nuclear Geology,Changsha410119,China)Abstract:Based on the Melan’s solution of stress and displacement of semi-infinite elastic space under strip load, the plane analysis model of foundation pit excavation was established according to the change of stress state in the excavation process.By using the parameter calculation method of Duncan-Chang curve model,the modulus formula was deduced.Then,the calculation method of soil displacement after foundation pit excavation was established by combining the physical equation and geometric equation of plane strain problem.The curve of sine and power function between earth pressure and displacement of supporting structure was established and the method of calculating earth pressure was proposed.Finally,the theoretical results were applied to engineering practice,the theoretical value and the measured data were compared and analyzed,and the deformation law of foundation pit excavation was summarized.The results show that the deformation of the pit obtained by the calculation model are in good agreement with the measured results,and the rationality of the calculation method收稿日期：2020−04−06基金项目：国家自然科学基金资助项目(51778634)通信作者：肖剑(1977–)，男，湖南长沙人，高级工程师，从事岩土工程勘察、设计和检测方面的研究；E−mail：*****************铁道科学与工程学报2021年1月72of earth pressure and displacement is verified.At the same time,the monitoring data shows the three-stage trend of anchor cable prestress with time is obtained,as well as the spoon shape distribution characteristics of the deep horizontal displacement and the vertical displacement of the slope top.Key words:deep pit;Melan’s solution;stress path;displacement;earth pressure;measured data近年来，随着城市建设的快速发展，大量的深基坑开挖都分布在城市中心建筑物比较密集的地区。
小应变条件下应力路径旋转对剪切模量影响_张培森
第30卷第3期 岩 土 力 学 V ol.30 No.3 2009年3月 Rock and Soil Mechanics Mar. 2009收稿日期：2007-03-16基金项目：山东科技大学“春蕾计划”（No:2008BWZ002）。
作者简介：张培森，男，1977年生，博士，讲师，主要从事地下空间开发与利用及数值计算等教学、科研工作。
E-mail: peisen_sky@文章编号：1000－7598 (2009) 03－0820－05小应变条件下应力路径旋转对剪切模量影响张培森1, 2（1.山东科技大学 资源与环境工程学院，青岛 266510；2.山东科技大学 矿山灾害预防控制教育部重点实验室，青岛 266510）摘 要：以重塑土经0K 固结形成的试样以及经0K 固结后通过特殊应力路径达到特定应力状态的试样为对象，研究了在小应变范围内应力路径旋转对土体剪切模量的影响以及剪切模量随应变变化的趋势。
研究表明，在小应变范围内：（1）剪切模量的初始值随试验应力路径与近期应力历史间的夹角θ增大而增大，当两者完全相反时，应力路径旋转对土体在小应变条件下的剪切模量影响最大；完全一致时，其影响最弱。
（2）割线剪切模量总是大于切线剪切模量；剪切模量随着剪切应变的增加而衰减，且衰减规律保持一致，但应力路径、应变范围不同时其衰减幅度不同。
在小应变条件下，土体表现出各向异性，但随剪切应变的增加而逐渐减小，最终表示为近似各向同性；同时由应力路径旋转对模量的影响也随着剪切应变的增加而逐渐衰减。
关 键 词：0K 固结；小应变；剪切模量；应力路径旋转 中图分类号：TU 411.3 文献标识码：AEffect of stress path circumgyration on shear modulus under small strainZHANG Pei-sen 1, 2(1. CREE of Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266510, China; 2. Key Laboratory of Mine Disaster Prevention andControl of Education Ministry, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266510, China)Abstract: Taking the remolded soil after 0K consolidation and the samples under special stress state by special stress path as the objects, the effect of stress path circumgyration on shear modulus and the trend of shear modulus along with strain under condition of small strain are studied. Under the condition of small strain, (1) the initial value of shear modulus increases along with the increase of the angle θbetween experimental stress path and recent stress history. If the two directions were entirely reverse, the effect of stress path circumgyration on shear modulus is the most; if they went all the same way, the effect is the weakest. (2) Secant shear modulus is always greater than tangent shear modulus; shear modulus attenuates along with the increase of shear strain, and the attenuation rule of shear modulus keeps the same. However, different stress paths and strain ranges lead to different attenuation ranges. Under the condition of small strain, anisotropy is shown; however, the anisotropy degree decreases with the increase of shear strain, and the approximately isotropy is got. At the same time, the effect of stress path circumgyration on shear modulus decreases gradually along with the increase of shear strain.Key words: 0K consolidation; small strain; shear modulus; stress path circumgyration1 引 言大量现场实测数据表明，实际工程（如地铁、基坑、地基变形等）中，除极小一部分区域外，岩土体应变都很小，主要集中在0.01 %～0.3 %之间[1－4]，而采用常规三轴测试系统难以对此小应变范围内土体特性进行精确研究[5－6]，且此小应变区域内土体所表现出的本质特性对正确预测结构周围土体变形起到至关重要的作用[7－8]。
电子论文-基坑开挖土体切线模量取值的研究
排水卸荷试验 ,并和常规三轴试验结果对比 ,推导了切 线模量各自不同的形式 . 张文慧[4 ] 的研究发现 ,在侧向 卸载的应力路径排水剪试验条件下 , 应力 — 应变曲线 的斜率不再是切线弹性模量 ; 而侧向卸载的应力路径 在固结不排水剪及轴向卸载的应力路径试验条件下 , 应力 — 应变曲线的斜率仍为切线弹性模量 . 考虑到基坑开挖大多为排水条件 , 本文根据应力 — 应变关系的双曲线假定 , 对基坑周边和底部土体的 卸荷变形模量进行了重新推导 , 对初始卸荷模量进行 了再研究 ,并应用于基坑工程的数值计算中 .
图2 典型卸荷试验应力 — 应变曲线图
不同初始偏差应力 qc 下的初始卸荷模量值 ,见表 1.
表1 初始卸荷模量值
初始卸荷模量
27 54 108 215
图 2 所示为典型卸荷试验应力 — 应变曲线 , 若将 ε ε 坐标系由 q — a , 对图中任一曲线 , a 变换为 q —qc — 可以有如下形式的双曲线关系[ 3 ] : ε a q - qc = , ε a + b a
等对武汉地区某
深基坑工程的粉质粘土原状饱和试样进行了不
收稿日期 :2006212218 作者简介 : 赵继伟 (1983 - ) , 男 , 河南许昌人 , 华北水利水电学院 2004 级水工结构专业硕士研究生 ,研究方向为水工结构数值分析 .
2
浙江水利水电专科学校学报
第 19 卷
被动区 ,其应力状态为竖向卸荷量大于水平向卸荷量 , 有代表性的应力路径是竖向卸荷 ,水平向保持不变 . 张文慧 [4 ] 提到 ,在侧向卸载的应力路径排水剪试 验条件下和轴向卸载的应力路径试验条件下切线弹性 模量和应力 — 应变曲线斜率的关系分别为 : Et =
基坑开挖卸荷土体的应力应变及抗剪强度分析
轴向应变与体积应变间的变化关系，并探讨了试验土 体 的 强 度 变 化 规 律 ，获 得 了 卸 荷 土 体 参 数。试 验 结 果 表
明 ，相 同 应 力 条 件 下 ，不 同 应 力 状 态 的 土 体 变 形 特 性 不 同 ，在 实 际 开 挖 围 护 工 程 中 应 根 据 卸 荷 土 体 的 实 际 受 力
ｉｎ ｔｒｕｅ ｔｒｉａｘｉａｌ ｔｅｓｔ
长和压缩的影响 程 度 也 不 同，表 明 围 压 的 增 大 对 横向变形的影响较大。 ２．３ 体应变εＶ—轴向应变ε１ 关系变化规律
图５ 为 普 通 三 轴 体 积 应 变εＶ－ε１ 关 系 曲 线。 由 图 可 看 出 ，基 坑 开 挖 卸 荷 过 程 中 ，轴 对 称 应 力 状 态 下 ，试 验 过 程 中 排 水 管 水 量 减 小 ，土 体 的 体 积 应 变小于零，土体排 水 剪 切 过 程 中 土 样 由 于 卸 荷 出 现负的孔隙水压 力，因 此 整 个 剪 切 过 程 出 现 吸 水 现 象 ，试 样 体 积 为 负 增 长 ，土 体 剪 切 性 状 表 现 为 剪 胀性。而真三轴 平 面 应 变 卸 荷 试 验，当 土 体 处 于 三 维应力状态时，土体体变εＶ ＞０，试样σ１ 方向应 变ε１ ＞０（试验中规定压 缩 为 正，拉 伸 为 负），两 方 向应变ε２ ≈０，ε３ ＜０，排 水 剪 切 过 程 表 现 为 排 水 现象，土体剪 切 性 状 表 现 为 体 缩。 出 现 这 种 现 象 的原因为：① 平面应变卸荷试验是控制σ２ 方向应 变为 零，因 此 试 样 在 受 到σ１ 方 向 压 缩 时，土 体 密 实 度 增 加 ，土 颗 粒 间 的 接 触 更 紧 密 ，颗 粒 间 的 咬 合 力增强，相应的σ３ 方向的应变也会较平面应力状 态下小，所以在三 维 应 力 状 态 下 整 体 剪 切 性 状 表 现为体缩；②由于 试 样 与 试 验 仪 器 间 存 在 端 部 效 应，也会使σ３ 方向的应变相应减小。
基坑开挖变形模拟与围护桩抗剪力析
基坑开挖变形模拟与围护桩抗剪力析内容提要：虽然隧道施工中，明挖法施工的技术已非常全面，但是明挖施工的事故却是屡见不鲜，产生基坑事故的因素非常多，本论文以北京通州北环环隧工程为依托，从数值模拟的角度去研究基坑开挖过程中的变形，通过对基坑开过程中的变形分析，给出了围护桩设计中抗剪设计的理论研究。
关键词：明挖法隧道FLAC3D数值模拟0 引言隧道的施工从目前来看主要有几种：明挖法、暗挖法、盾构法，盖挖法可以看做是明挖法的一种逆做形式。
从施工难易程度来看，明挖法相对比较简单，且随着工程施工的技术进步，国家、行业、地区规范的建立使得明挖法在许多人看来是非常安全的。
但近些年来，基坑事故却是屡见不鲜：2002年7月广州海珠城广场基坑倒塌事故、东莞石龙某基坑工程倒塌事故、广州某基坑工程倒塌事故、广州某车站基坑工程倒塌事故等等，这此事故都是血淋淋的教训，给人民生命财产安全带去了极大的损失。
产生这些事故的原因是非常多的，包括设计对地质条件考虑不足、施工严重超挖而不支护、监测报警却不处理等等。
本论文仅从数值分析的角度去分析基坑开挖过程中的变形特点，同时以北京通州北环环隧工程为依托，给出了该工程围护桩的设计。
1 工程概况北环环隧工程属于市政公路工程，其围护结构的设计者属于承包方。
本工程是一个地下车行隧道与综合管廊集合体，它位于商务北区规划道路以下，主隧道周边均为即将开发的商业地块。
整个工程由1条环形主隧道、2条车行连接通道、8条车行出入通道、8条管线出入口通道以及多个隧道与周边地块的地下车库联系通道组成，隧道全长3643.5m，其中主隧道全长1545.4m；U槽全长298m。
全线结构采用明挖施工。
施工场地原为居民居住区，地下管线众多；后经集体拆迁后，管线均已废弃，地面开阔，除距隧道中心较近的未拆迁楼房外，障碍物较少。
根据水文地质勘察结果及本工程岩土工程勘察成果资料，可将工程场区自然地面以下50m左右深度范围内的地层按沉积成因与年代划分为人工堆积层和第四纪沉积层2大类，并按地层岩性及其赋水特性可自上而下进一步划分为6个大层及亚层。
剪切应变和剪切模量的关系
剪切应变和剪切模量的关系剪切应变和剪切模量是固体力学中重要的概念，它们描述了材料在受到剪切力时的变形性质和抵抗变形的能力。
剪切应变是指材料在受到剪切力时产生的相对位移，而剪切模量则是描述材料抵抗剪切力的能力。
剪切应变可以通过剪切变形的几何关系来定义。
当一块材料受到剪切力时，它会发生剪切变形，即两个相邻平面之间的相对位移。
剪切应变就是单位长度内的相对位移，通常用符号"γ"表示。
剪切应变的大小与材料受到的剪切力成正比，同时也与材料的几何形状有关。
剪切模量是描述材料抵抗剪切力的能力的物理量。
它定义为单位面积内的剪切应力与剪切应变之间的比值，通常用符号"G"表示。
剪切模量越大，表示材料越难以发生剪切变形，具有较高的刚度。
相反，剪切模量越小，表示材料越容易发生剪切变形，具有较低的刚度。
剪切应变和剪切模量之间存在着一种简单的关系。
根据定义，剪切模量可以表示为剪切应力与剪切应变的比值。
假设我们将剪切应变作为自变量，剪切模量作为因变量，那么剪切模量就是剪切应变的函数。
实际上，剪切模量与剪切应变之间的关系是线性的，可以用一个常数来表示。
在材料力学中，我们通常将剪切应变的范围限定在线性弹性区域内，这样剪切模量才能保持不变。
当超出线性弹性区域时，剪切模量将发生变化，这可能导致材料的非线性变形。
总结来说，剪切应变和剪切模量是描述材料在受到剪切力时的变形性质和抵抗变形能力的重要概念。
剪切应变是指材料受到剪切力时产生的相对位移，而剪切模量是描述材料抵抗剪切力的能力的物理量。
剪切应变和剪切模量之间存在着线性关系，通常用一个常数来表示。
了解剪切应变和剪切模量的关系，有助于我们理解材料在受到剪切力时的行为，并应用于工程设计和材料选择中。
剪切应变与剪切应力的关系
剪切应变与剪切应力的关系剪切应变与剪切应力是材料力学中重要的概念，它们之间存在着密切的关系。
剪切应变是指在材料受到剪切应力作用时发生的形变，而剪切应力则是指作用在材料上的剪切力与其横截面积的比值。
剪切应变和剪切应力之间的关系可以通过剪切模量来描述。
剪切模量是指单位剪切应力下的剪切应变，它是材料的一种力学性质，通常用符号G表示。
剪切模量越大，表示材料对剪切应力的抵抗能力越强，剪切应变相对较小。
在实际应用中，剪切应变和剪切应力的关系可以用剪切应力-应变曲线来表示。
剪切应力-应变曲线是研究材料剪切性能的重要工具，它可以反映材料在剪切过程中的力学行为。
剪切应力-应变曲线通常可分为三个阶段：线性弹性阶段、屈服阶段和塑性流动阶段。
在线性弹性阶段，剪切应变与剪切应力之间呈线性关系，剪切应力随着剪切应变的增加而增加。
这是由于在这个阶段内，材料的分子或晶格结构还没有发生明显的变化，其形变行为可以近似看作弹性形变。
在屈服阶段，剪切应力达到一定的值后，剪切应变开始迅速增加，材料发生塑性变形。
此时，材料内部的晶粒或分子结构发生了重排，产生了滑移等塑性变形机制。
在塑性流动阶段，剪切应力基本保持不变，材料继续发生塑性变形。
在这个阶段内，材料的分子或晶格结构已经基本发生了变化，产生了塑性变形。
剪切应力-应变曲线的形状和材料的性质有关。
对于某些材料来说，曲线的斜率越大，表示材料的刚度越大，抵抗剪切应力的能力越强。
而对于其他材料来说，曲线的斜率较小，表示材料的刚度较小，抵抗剪切应力的能力较弱。
除了剪切应变与剪切应力的关系，还有一些其他的因素也会影响剪切应力。
例如材料的温度、湿度、应变速率等都会对剪切应力产生影响。
在实际应用中，需要综合考虑这些因素，来评估材料的剪切性能以及其在不同条件下的应用。
剪切应变与剪切应力是材料力学中重要的概念，它们之间存在着密切的关系。
剪切应变随着剪切应力的增加而增加，二者之间的关系可以通过剪切模量来描述。
基坑开挖应力路径试验与有限元变形分析的研究的开题报告
基坑开挖应力路径试验与有限元变形分析的研究的开题报告一、研究背景及意义基坑开挖是土木工程中常见的一项工作，将要施工的建筑物下部所需的土壤、岩石等物质从地下部分中挖掘出来。
开挖土体会承受来自上部建筑物及周边土体的水平和竖向荷载，因此施工中应考虑基坑土体的稳定性，充分评估基坑开挖所产生的不同形式的内力和变形特征，以及不断调整支护结构，确保施工安全和环保。
近年来，伴随着计算机技术的发展和数值模拟方法的成熟，在理论研究和数值计算方面，已经取得了许多趋近于实际的成果。
最新技术的广泛应用为有效地保护人类生命和财产的安全提供了支持和补充。
二、研究内容和目标本文旨在从实验和数值模拟两方面入手，对基坑开挖过程中产生的应力路径影响及其成因进行深入探究，刻画其反射至上方建筑物结构的影响程度，并通过有限元数值模拟技术，为基坑开挖设计及施工提供理论参考。
研究内容包括以下几个方面：1.通过现场实验掌握基坑开挖过程中土体应力路径的变化规律，重点研究基坑开挖时土体受到的竖向荷载和水平荷载的影响，以及不同土壤类型的应力路径差异。
2.将实验结果输入到有限元分析软件中，根据现场实际条件建立基坑开挖的三维数值模型，进行应力与变形分析。
通过有限元方法追踪基坑开挖引起的地面变形，识别变形类型、分析特点和模拟过程，并进一步掌握地面变形的规律和变化规律，预测基坑开挖过程中沉降量、应力变化规律以及裂缝产生原因。
3.基于地面变形及裂缝的精确分析，开展结构响应分析，以解决基坑开挖对上部工程建筑物的影响问题。
三、研究方法1.现场实验法：在现有基础条件下建立基坑开挖实验模型，并通过测量土体体变、沉降、裂缝发生情况等指标，对基坑开挖后土体应力路径的变化规律进行观测和测试，收集实验资料，为数值模拟提供数据支撑。
2.数值分析法：采用有限元分析方法，根据实验数据制定三维地下空间的数学模型，对考虑不同土体类型、不同开挖方法及支护措施的基坑开挖问题进行仿真计算。
计算结果包括基坑开挖影响下的土体变形量、沉降量、塑性区域及应力分布情况等参数，进一步解决结构响应分析问题。
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中图 分 类 号 ： Ｕ４ １ ３ Ｔ １． 文 献 标识 码 ：Ａ
的初始 值 与有 效 球 应 力 之 间存 在 着 幂 函数 关 系 ， 主 动 区 内幂 函数 的 理 论 值 与 试 验 值 间 的符 合 度 要 比 但 被 动 区 内 的高 ； 切 应 变 处 于 ０ ０ ％ ～ １ 内 表 现 出很 强 的 非 线 性 ， 时 具 有 很 高 的 剪 切 模 量 ； 同 一 剪 ．１ ％ 同 在 应 变水 平 下 ， 同应 力 路 径 ， 切 模 量 的 数 值 不 同 ， 剪 切 模 量 随 剪 切 应 变增 加而 衰 减 的规 律 一 致 ； 切 不 剪 但 剪
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｒ ｌ ｂ ｔｉ ｅ ｏ ｓｉ ｔｄｓ ｉ ａｔ ｒｉｏ ｒ ｐ ｃｃ ｎ ｏｉａ ｅ ．Ｔｈ ｆｅ ｔｏ ｅｔｉ ｊ ｃ ｓｒ ｃ ｎ ｔｔ ｅ ｏｌ ｆｅ ｓ ｔｏ ｉ ｏ ｓ ｌ ｔｄ ａｏ ｅ ｕ ｄ ｅｅｆｃ ｆ
ｓ ｒ ｓ ｔ ｆｄｅ ｐ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ｓ ｅ ｒ ｍ ｏ ｌ ａ ｄ ｔ ｅ ｔ ｅ ｈ ａ ｏｄ ｉ ｌ ｎｇ ｗ ｉｈ ｔ ｅ ｓｐａ ｈ ｏ ｅ ｘｃ ｖ ｔｏｎ ｏ ｈ ａ ｄｕ ｉ ｎ ｈ ｒ ｎｄ ｏｆｓ ｅ ｒｍ ｕｌ ａ ｏ ｔ
摘
要 ： 粉质 黏 土 重 塑 土经 等压 固结 形 成 的试 样 为 试 验 对 象 ， 究 了 在 小 应 变 范 围 内 深 基 坑 开 挖 应 以 研
力 路径 对 土 体 剪 切模 量 的影 响 以及 剪 切 模量 随应 变 变 化 的 趋 势 ． 究 表 明 ， 小 应 变 范 围 内 ， 切 模 量 研 在 剪
小 应 变 下 基 坑 开 挖 应 力 路 径 对 剪 切 模 量 的 影 响
张培 森 。 ，郭进 军 ，颜 伟
（． 东科 技 大 学 资源 与 环境 工程 学 院 ， 东 青 岛 ２ ６ １ ；． 阳理 工 学 院 土 木 工程 系 ， 南 洛 阳 １山 山 ６ ５０ ２ 洛 河 ３ 河 海 大 学 岩 土 力 学与 堤 坝 工程 教 育部 重 点 实验 室 ， 苏 南 京 ． 江 ２０９） １０ ８ ４ １２ ； ７０ ３
第２卷 第２ ６ 期
２ ０年 １ ０ ６ 月
交
通
科
学
与
工
程
Ｖｏ ． ６ ＮＯ ２ １２ ．
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＲＡＮＳ ＰＯＲＴ ＣＩ Ｓ ＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
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文章 编 号 ：６ ４ ９ Ｘ（０ ０Ｏ 一Ｏ １ —０ １ ７ —５ ９ ２ １ ）２ Ｏ ６ ５
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