地下空间开发中的若干技术问题三

地下空间开发中的若干技术问题

前言开挖支护系列技术问题基础抗浮技术问题桩土相互作用技术问题结论与展望

目录

中央遵循科学发展观，非常适时地提出了构建资源节约型、环境友好型社会的要求。建设具有中国特色的资源节约型城市的一个重要方面就是充分开发利用地下空间。城市地下空间的开发包括城市中心地区的立体化建设、城市地下交通系统、城市地下公用设施系统、城市地下防空防灾系统和城市地下能源及物资储备系统等方向。1前言玄武湖隧道上海人民广场地铁站台南京地铁线无锡轻轨线地铁剪票口地下音乐台地下运动场地下停车场地下游泳池挡土结构变形与土压力之间的关系真三轴实验考虑位移的土压力模型模型的验证在横向承载桩中的应用在沉桩中的应用在挡土结构设计中的应用在基坑工程的应用2开挖支护涉及的技术问题

2.1土压力与变形的关系土压力与挡土墙位移的关系

反映出土压力与挡土结构的位移之间存在很大的关系2.2真三轴仪的应力路径试验研究

大主应力方向加荷的应力应变曲线

小主应力方向卸荷的应力应变曲线

2.3考虑位移的土压力计算公式其中：s是土体产生的位移量。p0为静止土压力；

为内摩擦角的函数；为主动土压力位移量和内摩擦角的函数，且有b>0。

该公式具有单调递增性、有界性和可回归为经典图压力理论计算公式等特性，能够很好地描述挡土墙位移和土压力之间的关系。2.4基于土压力极值的计算公式利用朗肯土压力理论计算中的两个极限值作为参考点，得到可计算任意位移下土压力大小的考虑位移的土压力计算公式：

其中：s是土体产生的位移量。2.5主动土压力的验算算引用岳祖润，彭胤宗，，张师德的压实粘粘性土填土挡土墙墙土压力离心模型型试验压力模型试验研究究中的实测数据进行行对比，结果如下下：由上表可见：计算算值和实测值相当当接近，误差在4％以内。2.6被动土压力的计算算引用徐日庆、陈页页开在刚性挡墙被被动土压力模型试试验研究中的实测测数据进行对比，，结果如下：不同深度土压力与与位移的关系被动土压力系数Kp与位移关系2.7超极限状态变形土土体的滑坡推力计计算式挡土墙示意图微三角楔体受力图图2.8在横向承载桩分析析中的应用将前面提到的考虑虑位移的土压力模模型引入到横向承承载桩分析中来，，知道位移后就可可以快速计算出土土的反作用力。桩前后方土体位移移计算结果挠度后桩周的土反反力挠度前桩周的土反反力p-y曲线分析结果2.9在沉桩分析中的应应用将沉桩过程考虑为为水平方向上被加加载，垂直方向的的应力发生相应的的变化。算例计算结果Meyerholf的犁形破坏模式沿径向的地面隆起起量沿深度的土体隆起起量2.10在挡土结构设计中中的应用柔性材料—砂土接触面的水平平位移曲线带不同厚度柔性材材料的复合挡土墙墙上的土压力岩土体柔性材料刚性材料桩体的挠度2.11在基坑工程的应用用桩体的土反力分布布基础底部水压力分分布情况抗拔桩的布桩优化化伞状锚桩的抗浮基部回弹分布及““锅底型”筏板基基础的使用3基础抗浮涉及的技技术问题3.1基础底部水压力分分布情况基础位于饱和粘土土中的试验原理图图基础位于水中的试试验原理图饱和粘土中的水位位—荷重数据拟合曲线线水中的水位—荷重数据拟合曲线线9.8h6.2h3.2抗拔桩的布桩优化化基础底板的的弯矩矩图不同桩数布桩图基础底板的变形图图基础底板的变形图图不同布桩方式图小桩径、浅桩长、、多桩数的均匀布布桩方式，即使抗抗浮力趋近于均布布荷载的抗浮设计计方法是最优的。。基础底板的的弯矩矩图3.3伞状锚桩的抗浮3.4“锅底型”基础底板板的使用组合式锅底型基础础底板图基坑开挖回弹分布布图锅底型基础底板地基受荷后的变形形图4桩土相互作用技术术问题摩擦桩按照极限承载力设设计端承桩采用变形调节器5结论与展望未来的地下空间将将不仅仅只有地铁铁、隧道、地下广广场、地下道路等等几种式，还包括括地下街、市政隧隧道、大型地下储储气设施、地下雨雨水储存设施、地地下垃圾站房、地地下车库、地下变变电站、以及大型型绿地、居住区的的地下空间的开发发利用等形式。还还将引入Internet技术，在Internet上建立城市地下空空间开发与利用信信息网站，同时，，通过法律将地下下空间开发纳入有有序高效状态。在在这个过程中将遇遇到极多技术问题题，需要多学科综综合解决。致谢感谢培养我的各位位导师：南京水利利科学研究院沈珠珠江院士、河海大大学殷宗泽教授、、南京工业大学宰宰金珉教授、河海海大学卢廷浩教授授、香港理工大学学殷建华教授、南南京水利科学研究究院赵维炳教授等等感谢同行专家、教教授的关心和帮助助感谢我的学生们感谢以下基金项目目的资助:国家自然科学基金金、霍英东青年教教师基金、教育部部科学技术研究重重点项目、中国人人事