关于“应用于基坑围护结构变形计算的非线性土体弹簧模型及参数研究”的讨论

肖红菊

doi:10.11779/CJGE202012024

关于“应用于基坑围护结构变形计算的非线性土体弹簧模型及参数研究”的讨论 English Version

肖红菊

铜陵学院建筑工程学院,安徽　铜陵　244000

基金项目:

安徽省教育厅高校学科（专业）拔尖人才学术资助项目 gxbjZD40

安徽省教育厅自然科学研究重点项目 KJ2019A0705

安徽省教育厅高校优秀青年人才支持计划重点项目 gxyqZD2019074

详细信息

作者简介:
肖红菊(1980—),女,湖北荆州人,硕士,副教授,主要从事岩土工程方面的研究和教学工作。E-mail：xiaohongju@126.com

中图分类号: TU43
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出版历程
- 收稿日期: 2020-06-27
- 网络出版日期: 2022-12-05
- 刊出日期: 2020-11-30

Discussion on "Nonlinear soil spring model and parameters for calculating deformation of enclosure structure of foundation pits"

XIAO Hong-ju

School of Civil Engineering & Architechure, Tongling University, Tongling 244000, China

摘要

HTML全文

《岩土工程学报》2020年第6期刊出“应用于基坑围护结构变形计算的非线性土体弹簧模型及参数研究”一文^[1]（以下简称“原文”）。原文提出在采用杆系有限元法进行基坑围护结构变形计算时,被动区土体应采用非线性土体弹簧模型,在此基础上建立了双曲函数土体弹簧模型,并借助反分析的方法获得了上海地区典型土层的非线性弹簧参数。拜读原文后,受益良多,同时认为存在以下值得商榷之处,在此提出,以期探讨。

（1）原文提出“假定基坑被动区土体的非线性弹簧满足非曲函数关系”,但给出的表达式（2）则为基坑围护结构主动区所受土压力与围护结构变形的关系,并非被动区土体弹簧的关系式。

（2）原文在假定被动区土压力强度与围护变形双曲线关系基础上,进而得到了被动区土体基床系数的表达式：

k = \frac{p}{s} = \frac{1}{a + b s}

$k = \frac{p}{s} = \frac{1}{a + b s}$ 。

(1)

但式（1）可进一步变化为^[2-3]

\begin{array}{l} k = \frac{p}{s} = \frac{1}{a + b s} = \frac{1 - b p}{a} = \frac{1 - b p_{a}}{a}, \\ p_{a} = (\sum γ h_{i} + q) K_{a} - 2 c \sqrt{K_{a}}, \end{array}}

$\begin{array}{l} k = \frac{p}{s} = \frac{1}{a + b s} = \frac{1 - b p}{a} = \frac{1 - b p_{a}}{a}, \\ p_{a} = (\sum γ h_{i} + q) K_{a} - 2 c \sqrt{K_{a}}, \end{array}}$

(2)

式中, $p_{a}$ $p_{a}$ 为计算点的主动土压力强度值。

但在原文后续分析以及工程应用中普遍认为,被动区土体基床系数与主动区土压力关系不大,主要与被动区土体性质、深度以及变形量有关,因此建议假定基床系数与围护结构变形的关系,而非假定主动区土压力强度值与围护结构变形的双曲线关系,因为该关系无明确的物理意义。

（3）原文在获得表征土体水平非线性基床系数特征的两个参数（a,b）时,分析采用了原位测试方法和基于现场围护结构变形监测值的反分析法,看似较为合理,但两者物理意义不同。土体的水平基床系数是反映土体在受水平荷载作用下变形特性的参数^[4],是土体本身的一个参数,基于原位测试获得的即为该参数,但基坑围护结构变形的影响因素众多,不仅和基坑穿越土层性质有关,还与基坑的平面尺寸、围护结构的刚度和插入比、支撑的形式及布置方式等有关,基于现场监测数据反分析获得的则是综合考虑上述因素的等效刚度,相同的基坑,在围护结构刚度、插入比和支撑竖向间距不同时,围护结构实测水平变形也存在差异,致使反分析获得的等效刚度也不相同,因此,将这两个参数建立等式关系不合理。用于基坑围护结构变形计算的土体弹簧参数模型还应根据原位测试结果来获得,因为其物理意义更明确。

参考文献(4)

[1]	王洪新, 李雪强, 杨石飞, 等. 应用于基坑围护结构变形计算的非线性土体弹簧模型及参数研究[J]. 岩土工程学报, 2020, 42(6): 1032-1040. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YTGC202006008.htm WANG Hong-xin, LI Xue-qiang, YANG Shi-fei, et al. Nonlinear soil spring model and parameters for calculating deformation of enclosure structure of foundation pits[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2020, 42(6): 1032-1040. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YTGC202006008.htm
[2]	杨光华. 地基非线性沉降计算的原状土切线模量法[J]. 岩土工程学报, 2006, 28(11): 1927-1931. doi: 10.3321/j.issn:1000-4548.2006.11.002 YANG Guang-hua. Nonlinear settle-ment computation of the soil foundation with the undisturbed soil tangent modulus method[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2006, 28(11): 1927-1931. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1000-4548.2006.11.002
[3]	杨光华, 王鹏华, 乔有梁. 地基非线性沉降计算的原状土割线模量法[J]. 土木工程学报, 2007, 40(5): 49-52. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TMGC200705009.htm YANG Guang-hua, WANG Peng-hua, QIAO You-liang. An undisturbed-soil secant modulus method for calculation of nonlinear settlement of soil foundations[J]. China Civil Engineering Journal, 2007, 40(5): 49-52. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TMGC200705009.htm
[4]	基坑工程技术规范：DG/TJ08—61—2010[S]. 2010. Technical Code for Excavation Engineering: DG/TJ08—61 —2010[S]. 2010. (in Chinese)

施引文献(5)

期刊类型引用(4)

1.	喻卫华. 考虑基坑坑内有限土体被动土压力研究. 市政技术. 2024(06): 75-80+134 . 百度学术
2.	邱茂顺，秦宝军. 基于城际铁路的基坑施工维护结构边缘加工技术. 建筑机械. 2022(11): 83-87 . 百度学术
3.	陈浩，刘四海，丛绍运，刘傲东，何伟. 建筑基坑围护结构变形三维模拟仿真研究. 江苏建筑. 2022(S2): 72-75 . 百度学术
4.	王洪新，李雪强，杨石飞，路家峰. 对“应用于基坑围护结构变形计算的非线性土体弹簧模型及参数研究”讨论的答复. 岩土工程学报. 2020(12): 2351-2352 . 本站查看

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