賈敏才，楊修晗，葉建忠

(1.同濟(jì)大學(xué) 地下建筑與工程系，上海200092；2.巖土及地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(同濟(jì)大學(xué))，上海200092；3.浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，杭州310006)

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小尺度井結(jié)構(gòu)基坑墻后土壓力的坑角效應(yīng)

賈敏才1,2，楊修晗1，葉建忠3

(1.同濟(jì)大學(xué) 地下建筑與工程系，上海200092；2.巖土及地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(同濟(jì)大學(xué))，上海200092；3.浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，杭州310006)

為研究小尺度井結(jié)構(gòu)基坑墻后土壓力的坑角效應(yīng)，通過(guò)對(duì)井結(jié)構(gòu)基坑進(jìn)行室內(nèi)模型試驗(yàn)及FLAC3d數(shù)值模擬，研究了井結(jié)構(gòu)基坑墻后土壓力的空間分布和墻后土壓力坑角效應(yīng)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響，分析了基坑尺度對(duì)墻后土壓力坑角效應(yīng)的影響規(guī)律.結(jié)果表明：1.5H深度以?xún)?nèi)墻后土壓力分布具有坑角效應(yīng)，且不同尺寸井結(jié)構(gòu)基坑坑角效應(yīng)的影響范圍在離坑角0.2H以?xún)?nèi)；坑角效應(yīng)使得角部水泥土剪應(yīng)力較大；當(dāng)L/H(主墻長(zhǎng)度與挖深之比)≤1.5時(shí)，坑角效應(yīng)主要受L/H的影響；L/B(主墻長(zhǎng)度與附墻長(zhǎng)度之比)對(duì)坑角效應(yīng)影響不顯著.關(guān)鍵詞: 小尺度井結(jié)構(gòu)基坑；墻后土壓力；坑角效應(yīng)；尺度影響

在城市電力隧道、輸水隧道、過(guò)路過(guò)河等市政工程中往往需要盾構(gòu)與頂管技術(shù)，盾構(gòu)與頂管工作井多采用明挖法基坑開(kāi)挖施工.而這種基坑往往具有開(kāi)挖平面尺寸較小而深度相對(duì)較大的特點(diǎn).井結(jié)構(gòu)基坑平面尺寸大多在10 m左右，一般不超過(guò)20 m，基坑開(kāi)挖深度在10～20 m，相應(yīng)的基坑寬深比小于1或在1～2左右.

文獻(xiàn)[1-6]表明平面小尺度井結(jié)構(gòu)基坑呈現(xiàn)典型的空間特性.不同于二維平面應(yīng)變問(wèn)題，基坑墻后土壓力受擋墻位移的影響具有明顯的坑角效應(yīng)；不同于寬大基坑，基坑性狀受基坑尺寸的影響顯著.

現(xiàn)有基坑墻后土壓力坑角效應(yīng)的研究，主要集中在簡(jiǎn)單條件下的寬大基坑.例如，葉文武[7]對(duì)懸臂式基坑主動(dòng)狀態(tài)土壓力的坑角效應(yīng)及其影響因素(支護(hù)剛度、土體參數(shù)、長(zhǎng)寬比等)進(jìn)行研究；徐林[8]研究了開(kāi)挖過(guò)程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)土壓力的空間分布情況，探討了基坑幾何尺寸對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的角部效應(yīng)、土壓力分布的影響；楊雪強(qiáng)等[9]對(duì)無(wú)粘性土進(jìn)行研究，理論推導(dǎo)了考慮空間效應(yīng)的土壓力計(jì)算公式；雷明鋒等[10]理論推導(dǎo)了黏性土條件下長(zhǎng)大深基坑空間效應(yīng)系數(shù)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法；歐明喜等[11]建立了考慮卸荷及變形影響的非極限主動(dòng)、被動(dòng)土壓力計(jì)算公式.

對(duì)于小尺度井結(jié)構(gòu)基坑研究的相關(guān)文獻(xiàn)較少.張雪嬋等[12]以杭州慶春路過(guò)江隧道工作井為例，對(duì)墻體水平位移、地表沉降、地下水位及支撐軸力進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析；耿亞梅等[13]研究了環(huán)梁厚度、連續(xù)墻厚度、支撐截面等因素對(duì)盾構(gòu)工作井支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和受力的影響規(guī)律.然而，對(duì)于井結(jié)構(gòu)基坑墻后土壓力坑角效應(yīng)及尺度影響的研究并不充分.

本文借助室內(nèi)模型試驗(yàn)及FLAC3d數(shù)值模擬，研究了井結(jié)構(gòu)基坑墻后土壓力的空間分布，分析了基坑平面尺寸對(duì)墻后土壓力坑角效應(yīng)的影響規(guī)律.

1 室內(nèi)模型試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本次試驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^(guò)模擬不同平面尺寸的內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)基坑，來(lái)研究小尺寸市政井結(jié)構(gòu)基坑的墻后土壓力空間分布及基坑尺寸對(duì)墻后土壓力空間分布的影響規(guī)律.

模型箱幾何尺寸為0.8 m(長(zhǎng))×0.8 m(寬)×1.1 m(高)，前方是70 cm×100 cm的透明鋼化玻璃.

考慮到基坑開(kāi)挖的可行性和試驗(yàn)觀測(cè)的方便性，本次試驗(yàn)采用1/4基坑模型，模型采用幾何相似常數(shù)CL=lp/lm=30.土樣采用普通黃砂，重度為15 kN/m3，Cγ=1.

圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1 cm厚膠合木板進(jìn)行模擬(木板彈性模量E=3 500 MPa)，木板與玻璃接觸面上做潤(rùn)滑處理.內(nèi)支撐采用不同直徑的細(xì)鋼筋進(jìn)行模擬.支護(hù)結(jié)構(gòu)原型與模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1.木板上預(yù)留孔洞，用以安裝鋼筋支撐.鋼筋一端加工螺紋并安裝兩個(gè)緊固螺母，分別位于木板兩側(cè).制樣時(shí)，擰松內(nèi)側(cè)螺母，使鋼筋自由移動(dòng)；開(kāi)挖完成后，擰緊內(nèi)側(cè)螺母即起到支撐作用.

本次試驗(yàn)共分為3組，3組試驗(yàn)的原型及模型尺寸見(jiàn)表1,整個(gè)模型的布置簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1.

表1 室內(nèi)模型試驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì)

圖1 室內(nèi)模型布置簡(jiǎn)圖(cm)

1.2 試驗(yàn)步驟

1)土壓力盒的布設(shè)：共分2列，分別在基坑角部和離坑角10 cm(0.25H)處，每列3個(gè)，共6個(gè)土壓力盒，見(jiàn)圖1(c).土壓力盒要求位置固定以便測(cè)量水平土壓力，故用膠帶將土壓力盒固定在木板上，使土壓力盒緊貼木板；

2)支護(hù)結(jié)構(gòu)安裝：擰上內(nèi)側(cè)螺母，將鋼筋插入在木板上的預(yù)留孔中，再擰上外側(cè)螺母；

3)裝樣時(shí)分層填裝，先填圍護(hù)結(jié)構(gòu)外圍，再填內(nèi)側(cè)；每次填裝5 cm，并保證內(nèi)外高差不超過(guò)5 cm；

4)共開(kāi)挖4次，第一次開(kāi)挖6 cm，第二次開(kāi)挖15 cm，第三次開(kāi)挖10 cm，第四次開(kāi)挖9 cm.每次開(kāi)挖完成后，擰緊相應(yīng)鋼筋的內(nèi)側(cè)螺母，待土壓力盒讀數(shù)穩(wěn)定，進(jìn)行下次開(kāi)挖.

1.3 試驗(yàn)結(jié)果

為方便表述，文獻(xiàn)[1]定義墻后土壓力被測(cè)量并作為研究對(duì)象的一側(cè)墻體為主墻(主墻長(zhǎng)度以L表示)，與主墻垂直的墻體為附墻(附墻長(zhǎng)度以B表示).

圖2為不同L/H基坑和不同L/B基坑墻后土壓曲線.通過(guò)對(duì)比分析，可以看出：

1)平面尺寸不同的3組室內(nèi)模型試驗(yàn)，墻后水平土壓力沿深度均逐漸增加.

2)3組室內(nèi)模型試驗(yàn)，基坑坑角處墻后水平土壓力均大于離坑角0.25H處墻后水平土壓力.表明，基坑墻后水平土壓力分布具有明顯的坑角效應(yīng)，離坑角越近，墻后土壓力越大.

3)在坑角處和離坑角0.25H處，不同L/H基坑墻后土壓力變化不大(圖2(a));不同L/B基坑墻后土壓力也基本相同(圖2(b)).

由于模型試驗(yàn)組數(shù)有限，量測(cè)內(nèi)容有限，而且模型試驗(yàn)尺寸較小，僅能大致反應(yīng)墻后土壓力的分布規(guī)律，因此需要借助數(shù)值模擬進(jìn)行更進(jìn)一步的分析.

圖2 模型試驗(yàn)中墻后水平土壓力對(duì)比

Fig.2 Comparison of active earth pressures for models with different sizes

2 FLAC3d數(shù)值模擬

2.1 數(shù)值模型的建立

2.1.1 數(shù)值模型組況

為研究井結(jié)構(gòu)基坑墻后土壓力的坑角效應(yīng)及平面尺寸的影響，本節(jié)通過(guò)FlAC3d有限差分軟件，對(duì)不同平面尺寸的井結(jié)構(gòu)基坑進(jìn)行模擬，共分5組，其平面尺寸分別為：10 m×10 m，20 m×20 m，30 m×30 m，10 m×20 m，10 m×30 m.此外，對(duì)平面尺寸100 m×100 m的基坑(其他條件一致)進(jìn)行模擬，以對(duì)比井結(jié)構(gòu)基坑墻后土壓力空間效應(yīng)與普通寬大基坑的區(qū)別.2.1.2 數(shù)值模型幾何尺寸

為減少計(jì)算量，數(shù)值模型采用1/4模型.模型基坑開(kāi)挖尺寸、支護(hù)形式均與模型試驗(yàn)的原型保持一致，詳見(jiàn)表1.模型基坑的具體幾何尺寸見(jiàn)圖3(a).鑒于普通基坑開(kāi)挖的影響寬度一般為開(kāi)挖深度的3～4倍，影響深度一般為開(kāi)挖深度的2～4倍[3]，模型左右邊緣距相應(yīng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)凈距離取為80 m，模型高度取為65 m.在網(wǎng)格四周邊界設(shè)置豎向滑動(dòng)約束，底部設(shè)置完全固定約束，如圖3(b)所示.

圖3 數(shù)值模型布置

2.1.3 土層及支護(hù)結(jié)構(gòu)

坑內(nèi)及坑周土體采用實(shí)體單元模擬，土體網(wǎng)格采用摩爾-庫(kù)倫模型，具體參數(shù)見(jiàn)表2.

表2 基坑土層參數(shù)

SMW工法樁采用在實(shí)體網(wǎng)格中設(shè)置樁單元的方法來(lái)模擬，內(nèi)支撐采用梁?jiǎn)卧M.水泥土網(wǎng)格采用摩爾-庫(kù)倫模型，參數(shù)見(jiàn)表3，梁?jiǎn)卧皹秵卧獏?shù)分別見(jiàn)表4、5.

表3 水泥土參數(shù)表

表4 梁?jiǎn)卧獏?shù)

2.1.4 分界面

分別在坑內(nèi)、坑外土體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)相接觸的外表面以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的底面上建立分界面單元，用以模擬圍護(hù)結(jié)構(gòu)與基坑內(nèi)外土體的相互作用.

表5 樁單元參數(shù)

在圍護(hù)墻設(shè)置之前的初始平衡計(jì)算中，分界面僅僅用來(lái)連接兩塊土體網(wǎng)格，分界面參數(shù)取為：法切向剛度kn=ks=5.6×108N/m3，內(nèi)聚力c=10 kPa，摩擦角φ=15°.

設(shè)置圍護(hù)墻之后，進(jìn)行開(kāi)挖計(jì)算時(shí)，分界面不僅用來(lái)連接圍護(hù)結(jié)構(gòu)與土體網(wǎng)格，還要模擬圍護(hù)結(jié)構(gòu)與土體之間的接觸作用和分離滑動(dòng).分界面參數(shù)取為：法向剛度kn=5×107N/m3，切向剛度ks=8×105N/m3，內(nèi)聚力c=10 kPa，摩擦角φ=10°.

2.2 數(shù)值模型的驗(yàn)證

為驗(yàn)證數(shù)值模型的可靠性，利用本節(jié)的數(shù)值模型對(duì)模型試驗(yàn)中60 cm×60 cm的模型進(jìn)行模擬，并將模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比.圖4是基坑墻后水平土壓力的試驗(yàn)值與模擬值對(duì)比曲線.模擬值與試驗(yàn)值的變化規(guī)律基本一致，表明本文所用模型具有一定的可靠性.

圖4 數(shù)值結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

2.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析

2.3.1 墻后土壓力的空間分布

圖5是不同平面尺寸井結(jié)構(gòu)基坑墻后土壓力分布曲線.x為井結(jié)構(gòu)基坑測(cè)點(diǎn)的x軸坐標(biāo)(圖3(b))，x=0處為基坑中部.考慮到支撐作用的影響，測(cè)點(diǎn)選取在非支撐位置.

圖5 不同水平位置處墻后土壓力沿深度分布曲線

由圖5可知，與模型試驗(yàn)結(jié)果類(lèi)似，各位置處墻后土壓力沿深度逐漸增加；但在地表以下1.5H處出現(xiàn)突變，這是由于，該深度處為土層分界，上下兩層土性質(zhì)差異較大導(dǎo)致.

此外，基坑中部墻后土壓力小于朗肯主動(dòng)土壓力，坑角處墻后土壓力大于朗肯主動(dòng)土壓力.0.8H深度以下中部墻后土壓力增加率增大，角部墻后土壓力增加率減小，兩處土壓力的差值逐漸減少.1.5H以下，墻后土壓力線性增加，離坑角越近增加率越小.墻腳附近，基坑中部墻后土壓力與基坑角部墻后土壓力基本相等.

由圖5、6可看出，與模型試驗(yàn)結(jié)果相符，墻后土壓分布具有明顯的坑角效應(yīng).坑角處墻后土壓力最大；離坑角越遠(yuǎn)，墻后土壓力越??；離坑角3 m(0.2H)以外，墻后土壓力除支撐位置處略有波動(dòng)外基本不變.

圖6 不同深度處墻后土壓力沿水平方向分布曲線

Fig.6 Distribution of active earth pressure along horizontal direction at different depths

對(duì)比圖6(a)和(b)可發(fā)現(xiàn)，開(kāi)挖面深度處墻后土壓力坑角效應(yīng)明顯強(qiáng)于地表以下1.5H處的坑角效應(yīng).可見(jiàn)，不同深度處坑角效應(yīng)的強(qiáng)度不同，這是由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的凸肚型位移模式(圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部變形較小)所導(dǎo)致的.

對(duì)比井結(jié)構(gòu)基坑與寬大基坑的墻后土壓力水平分布，可以看出，坑角效應(yīng)影響范圍(0.2H)以?xún)?nèi)井結(jié)構(gòu)基坑墻后土壓力大于寬大基坑墻后土壓力；0.2H以外井結(jié)構(gòu)基坑墻后土壓力基本等于寬大基坑墻后土壓力.表明，井結(jié)構(gòu)基坑墻后土壓力的坑角效應(yīng)明顯強(qiáng)于寬大基坑.

2.3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力

圖7(a)是20 m×20 m基坑水泥土攪拌墻的剪應(yīng)力分布圖.由圖可以看出，除支撐作用點(diǎn)外，水泥土攪拌墻角部剪應(yīng)力較大，最大值發(fā)生在開(kāi)挖面附近，約是同深度處基坑中部水泥土剪應(yīng)力的3倍.這是由于，基坑坑角效應(yīng)使得角部墻后土壓較大，從而在水泥土非加筋區(qū)中引起了較大的局部剪應(yīng)力[14].

圖7(b)和圖7(c)是20 m×20 m基坑內(nèi)插H型鋼的剪力及彎矩圖.可以看出，角部型鋼內(nèi)力小于中部型鋼，剪力與彎矩最大值均在開(kāi)挖面附近，其中角部型鋼剪力最大值約為中部型鋼的20%，彎矩最大值約為中部型鋼的16%.這是由于坑角部位雖然墻后土壓較大，但同時(shí)約束也較強(qiáng)，此外，不同于基坑中部支撐，角部約束由垂直向擋墻及坑周土體提供，約束剛度沿深度均勻分布，因此在圍護(hù)墻角部引起了較小的內(nèi)力.

綜上所述，對(duì)于型鋼水泥土攪拌墻坑角部位，型鋼內(nèi)力較小，可適當(dāng)減小型鋼截面；水泥土剪應(yīng)力較大，需保證水泥土抗剪強(qiáng)度，控制水泥土施工質(zhì)量，著重檢查角部墻體質(zhì)量.

圖7 20 m×20 m基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖

3 坑角效應(yīng)定量分析

3.1 墻后土壓力坑角效應(yīng)影響系數(shù)

坑角效應(yīng)對(duì)于墻后土壓力的影響可以用墻后土壓力坑角效應(yīng)影響系數(shù)(下文簡(jiǎn)稱(chēng)影響系數(shù))表示.本文中影響系數(shù)為同一深度處各位置墻后土壓與x=2 m處(基坑中部設(shè)有支撐，故選取支撐跨中附近位置)墻后土壓之比.影響系數(shù)越大，表明坑角效應(yīng)對(duì)于墻后土壓的影響越大.

圖8是不同平面尺寸井結(jié)構(gòu)基坑的墻后土壓力坑角效應(yīng)影響系數(shù)的分布曲線.由圖可知，離坑角0.2H范圍內(nèi)，影響系數(shù)沿深度先增加，超過(guò)0.2H深度后逐漸減小，變化率趨緩，1.5H以下基本為1；除支撐位置外，離坑角越近，影響系數(shù)越大.

地表下0.38H范圍以?xún)?nèi)，影響系數(shù)較大，3種尺寸基坑最大影響系數(shù)分別達(dá)14.32、11.78、19.90，可見(jiàn)該范圍內(nèi)坑角效應(yīng)影響最為明顯.表明，工程中若淺層土為粘土，則可能出現(xiàn)墻后土壓力坑角效應(yīng)在粘土區(qū)局部增強(qiáng)的情況.地表下0.38H至1.5H范圍內(nèi)，影響系數(shù)在1.0～5.0之間，坑角效應(yīng)影響相對(duì)也比較明顯；而且隨深度增加，坑角效應(yīng)影響逐漸減弱；直至1.5H以下，坑角效應(yīng)不再有影響.

在基坑中部，影響系數(shù)偏大，這是由于，在基坑中部設(shè)有對(duì)撐，減小了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移，從而導(dǎo)致墻后土壓力偏大.

圖8 墻后土壓力坑角效應(yīng)影響系數(shù)沿深度分布曲線

3.2 基坑尺度的影響

由上文可知，坑角效應(yīng)影響范圍主要在離坑角0.2H范圍內(nèi).因此，本節(jié)主要針對(duì)離坑角0.2H以?xún)?nèi)的影響系數(shù)進(jìn)行分析，以研究基坑主墻長(zhǎng)度與開(kāi)挖深度之比(L/H)和主墻長(zhǎng)度與附墻長(zhǎng)度之比(L/B)對(duì)坑角效應(yīng)的影響規(guī)律.

3.2.1L/H的影響

為研究L/H對(duì)基坑坑角效應(yīng)的影響，分析了L/B=1，L/H=0.76、1.52、2.28(即10 m×10 m、20 m×20 m、30 m×30 m)的3個(gè)基坑，研究結(jié)果見(jiàn)圖9.

對(duì)比L/H=0.76和L/H=1.52各位置處影響系數(shù)可知：離坑角0.2H處，0.6H深度范圍內(nèi)，影響系數(shù)隨L/H的增加變化較大(約增加了10%～130%)，且隨深度增加，變化逐漸減小，0.6H深度以下影響系數(shù)不隨L/H變化；離坑角越近，影響系數(shù)變化越小，影響范圍縮小至0.27H深度內(nèi).表明，當(dāng)L/H≤1.5時(shí)，L/H對(duì)坑角效應(yīng)的影響在0.6H深度以?xún)?nèi)，沿深度逐漸減弱，離坑角越近越弱；該范圍內(nèi)隨L/H的增加，主墻墻后土壓力坑角效應(yīng)不斷加強(qiáng).

對(duì)比L/H=1.52和L/H=2.28各位置處影響系數(shù)可知：影響系數(shù)隨L/H的增加而減小，但變化量較小，且變化僅集中在0.27H深度以?xún)?nèi).表明：當(dāng)L/H>1.5后，L/H對(duì)主墻墻后土壓力坑角效應(yīng)影響不顯著.

圖9 L/B=1，不同L/H基坑各位置處影響系數(shù)

3.2.2L/B的影響

為研究L/B對(duì)基坑坑角效應(yīng)的影響，選取基坑：L/H=0.76，L/B=1、1/2、1/3(L×B=10 m×10 m、10 m×20 m、10 m×30 m)進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)圖10.

圖10 L/H=0.76，不同L/B基坑各位置處影響系數(shù)

由圖10可知，L/H相同時(shí)，隨L/B減小，影響系數(shù)僅在0.2H深度附近略有減小.表明，L/B對(duì)主墻墻后土壓力坑角效應(yīng)基本沒(méi)有影響.綜上所述，就基坑尺度而言，對(duì)墻后土壓力空間分布起控制作用的是L/H，L/B的影響不明顯.換言之，當(dāng)其他條件一致時(shí)，L/H相同的墻體墻后土壓力空間分布規(guī)律基本相同.

4 結(jié) 論

文章通過(guò)室內(nèi)模型試驗(yàn)及FLAC3d數(shù)值模擬，對(duì)井結(jié)構(gòu)基坑墻后土壓力的空間分布，坑角效應(yīng)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響，以及基坑尺寸對(duì)坑角效應(yīng)的影響進(jìn)行了分析.得到如下結(jié)論：

1)墻后土壓力沿深度逐漸增加，中部墻后土壓力小于朗肯主動(dòng)土壓力，角部墻后土壓力大于朗肯主動(dòng)土壓力.墻后土壓力坑角效應(yīng)在0.38H深度以?xún)?nèi)最大；0.38H～1.5H次之，且該范圍內(nèi)坑角效應(yīng)沿深度減弱；1.5H以下沒(méi)有影響.

2)墻后土壓分布具有明顯的坑角效應(yīng)，且坑角效應(yīng)影響范圍約在離坑角0.2H以?xún)?nèi).井結(jié)構(gòu)基坑墻后土壓力坑角效應(yīng)明顯強(qiáng)于寬大基坑.

3)型鋼水泥土攪拌墻，角部型鋼剪力約為中部型鋼的20%，彎矩約為中部型鋼的16%；水泥土角部剪應(yīng)力約為中部的3倍.

4)當(dāng)L/H≤1.5時(shí)，主墻墻后土壓力坑角效應(yīng)主要受主墻長(zhǎng)度與開(kāi)挖深度的比值(L/H)的影響(影響范圍為0.6H)，隨L/H增加而不斷加強(qiáng).L/H>1.5后，基坑L/H對(duì)主墻墻后土壓力坑角效應(yīng)影響不顯著.

5)當(dāng)L/H不變時(shí)，主墻長(zhǎng)度與附墻長(zhǎng)度的比值(L/B)對(duì)主墻墻后土壓力坑角效應(yīng)基本沒(méi)有影響.

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(編輯 趙麗瑩)

Corner effect of active earth pressure for small-sized excavation

JIA Mincai1,2, YANG Xiuhan1, YE Jianzhong3

(1.Department of Geotechnical Engineering,Tongji University, Shanghai 200092, China; 2.Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering (Tongji University), Ministry of Education, Shanghai 200092, China; 3.Zhejiang Provincial Institute of Communications Planning, Design & Research, Hangzhou 310006, China)

To study the corner effect of the earth pressure for small-sized excavation, the spatial distribution of active earth pressure was studied for excavations with different sizes, using laboratory model test and the FLAC3drespectively. The influences ofL/H(Lis the length of primary wall;His the excavation depth) andL/B(Bis the length of complementary wall) on the significance of corner effect were also analyzed. The results show that: the distribution of active soil pressure displays the effect of corners in the depth of 1.5H; the distance affected by the corner effect is almost the same(within 0.2Hfrom the corner) for different sizes of excavations; the shear stress in cement-stabilised soil is greater on the corner section because of the existence of the corner effect; for relatively smallL/H, the significance of corner effect is mainly affected byL/H; the significance of corner effect seems to be independent ofL/B.

small-sized excavation; active soil pressure; the effect of corners; size effect

10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.013

2015-07-01

浙江省交通運(yùn)輸廳科研計(jì)劃項(xiàng)目(2014H06)； 2013年度上海市科技小巨人工程項(xiàng)目(13HX1189000)

賈敏才(1973—)，男，副教授，博士生導(dǎo)師

賈敏才， mincai_jia@#edu.cn

TU432

A

0367-6234(2016)12-0095-08