深埋地下建筑物需要严格控制地基沉降,避免发生渗漏等问题。软弱土地基中的深埋地下建筑物会经历开挖卸荷过程,地基土同时具有超固结特性与结构性。超固结结构性土受开挖施工、降水渗流以及其他机械力的扰动作用,土颗粒间接触力的大小、接触方式、排列方式以及胶结作用都会受到损伤,从而削弱地基土的超固结特性和结构性,增大地基沉降与不均匀沉降。本项目通过系统的三轴试验,制作人工超固结土样、结构性土样以及扰动土样,模拟超固结结构性土及其扰动土的原位受力变形过程,揭示超固结结构性土及其扰动土的压缩特性、变形特性和强度特性,获得相应的力学指标和参数,提出超固结结构性土的本构模型。通过数值模拟和理论分析,研究扰动对土体刚度和强度的影响,提出扰动土沉降变形的解析分析方法。通过离心机模型试验与典型工程现场测试,对理论分析方法进行验证,为深埋地下建筑物的沉降分析和优化设计提供理论依据与技术支撑。
Remolded Clay;Over Consolidation;Structure;Compression Properties;Strength Properties
本项目的研究目标是通过制作人工超固结土样,结构性土样以及超固结结构性土样,模拟超固结结构性土的原位受力变形过程,揭示超固结结构性土的压缩特性,变形特性和强度特性,获得相应的力学指标和参数,对比分析超固结和结构性对土体工程特性影响的作用机理及其不同之处,并总结出超固结结构性土的压缩特性和强度特性之间的相互关系。通过杭州地铁湘湖车站基底土的现场测试和室内压缩试验,研究了基坑坍塌对基底土的扰动情况以及扰动土的压缩特性。研究成果表明受基坑坍塌扰动,基底土的强度损失了40% ~ 80%,远超过了结构强度所占比例。基于现场试验与室内试验成果,提出了一种基底深层扰动土的沉降计算方法。计算结果表明,基底土受扰动后的沉降量要远大于基底未受扰动的最终沉降量。结合本项目共发表学术论文6篇,其中SCI或EI收录5篇。