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[探讨]用不排水强度参数分析基坑开挖 [复制链接]

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离线phying
 

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2007-08-23
          看过国内的一些利用数值分析模拟基坑开挖的论文,有很多都是这样处理的:不管土层是粘土还是砂土、不管其计算模型中是否考虑了地下水、是否考虑了降水,粘聚力和内摩擦角这两个参数采用固结不排水试验或快剪试验值(phi不等于0)。对于土层主要为软粘土的地层,由于其渗透性很差,在模拟基坑时如果采用不排水抗剪强度参数(总应力法),即c=Su,phi=0,泊松比为0.49,弹性模量采用不排水模量,且不排水模量和不排水强度Su随着深度而增加,这样分析可行吗?计算的结果容易解释吗?好像国内模拟基坑的数值分析论文中很少见到有这么做的,但看过一些台湾的基坑数值分析论文,他们对粘土有很多都是这样处理的。
[ 此贴被phying在2007-08-23 21:58重新编辑 ]
离线geofem

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只看该作者 1楼 发表于: 2007-08-24
粘土得模量和强度指标当然和深度(平均应力,或者围压)有关。再Plaxis中究有专门输入模量和强度随深度线性增加得选项。 A"eT @  
对于开挖问题,快速施工,用固结不排水指标应该没有问题;但是对于强透水性土,用CU指标有点问题,基坑开挖速度是比不上该层土得排水速度得。 ]8YHA}P  
Uy ;oJY  
PS:国内很多论文得数值分析都或多或少得有问题,首先作者可能刚熟悉有限元方法不久;其次评审专家对有限元得原理很清楚,但是对于具体应用,由于通常不是自己动手,不是很清楚。故不能迷信发表得论文,即便是学报上得文章也要敢于质疑。
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benjackxu 鲜花 +1 - 2007-08-24
ZSOIL2D/3D QQ群:68722113
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离线benjackxu

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只看该作者 2楼 发表于: 2007-08-24
引用第1楼geofem于2007-08-24 07:44发表的  : d2X#_(+d  
粘土得模量和强度指标当然和深度(平均应力,或者围压)有关。再Plaxis中究有专门输入模量和强度随深度线性增加得选项。 C?x  
对于开挖问题,快速施工,用固结不排水指标应该没有问题;但是对于强透水性土,用CU指标有点问题,基坑开挖速度是比不上该层土得排水速度得。
PS:国内很多论文得数值分析都或多或少得有问题,首先作者可能刚熟悉有限元方法不久;其次评审专家对有限元得原理很清楚,但是对于具体应用,由于通常不是自己动手,不是很清楚。故不能迷信发表得论文,即便是学报上得文章也要敢于质疑。
%t+V8A  
zi*D8!_C  
正解+受用。
离线phying

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只看该作者 3楼 发表于: 2007-08-24
    我在计算中还发现一个有意思的问题:对粘土层地基中的基坑,土体用莫尔-库伦模型时,如果采用固结不排水试验或快剪试验值(phi不等于0),是很难得到传统的地表沉降曲线的,往往是隆起的,但如果采用“c=Su,phi=0,泊松比为0.49,弹性模量采用不排水模量”的方法,是很容易得到比较理想的地表沉降曲线的。我想可能与取泊松比为0.49有关。
离线geofem

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只看该作者 4楼 发表于: 2007-08-24
用mc得到沉降槽才是不正常的,呵呵。
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离线phying

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只看该作者 5楼 发表于: 2007-08-24
引用第4楼geofem于2007-08-24 11:38发表的  : y5R6/*;N.  
用mc得到沉降槽才是不正常的,呵呵。
Za01z^  
sk],_l<  
国内的论文,好像大多数用mc模型,并且很多都得到了沉降槽;看过一些英文论文,他们研究地表沉降时,土体往往使用MIT-E3模型;最近看过的一些台湾论文,有很多都使用“Duncan-Chang模型加一些修正”来研究地表沉降。
离线daniellb1023

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只看该作者 6楼 发表于: 2007-08-24
请问  固结不排水 是说考虑 consolidation under undrain condition 吗? O~xc> w  
不过一般这里要求是考虑 consolidation under drain condition 哦。 =CqLZ$10  
请问应该怎么考虑?根据不同的土质来看吗? lv8tS-  
谢谢
离线mano

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只看该作者 7楼 发表于: 2007-08-24
For excavation case: f:BW{Cij;y  
02=eE|Y@  
1) Clay:  low permeability, undrained condition. In this type of soil, Y#rao:I  
L;v#9^Fq  
for example, in PLAXIS, you can have three options: Li7/pUq>}!  
u/,m2N9cL  
      A) analysis in terms of effective stresses (undrained material with E', v', g/T`4"p[H  
c', phi' and psi') ]p$fEW g  
Z?^AX&F  
    B) analysis in terms of effective stresses with undrained strength q|Ga   
parameters (undrained material with E', v', but with c_u, phi=0) Pu}2%P)p  
sM-k,0z  
    C) analysis in terms of total stresses (material is drained and dry, or non EnfSVG8kB8  
porous, E_u, v_u, c_u and phi = 0) 7ZJYT#>b  
y|1-,u.$  
      If you want to know the detail, please see the PLAXIS MANUAL. t/y0gr tm6  
t4 aa5@r  
2) Sand: drained condition because it has high permeability. The effective poisson's ratio should be input. Cu=0, and phi=some value.  Undrained strength for sand should be zero. T T29 LC@  
cvAkP2  
Currently: Hardening soil model can not model the undrained condition for clay(total stress analysis).  R2r0'Yx  
              Duncan-Chang model is best model due to the modulus depending on the stress level that is more suitable for excavation and backfill. )FgcNB1|7  
O*c +TiTb  
              Mohr-Coulomb model is quick for trial. The parameters are easy to get and the result can give you overview. I used this model, the results are good compared to the measure data. X\flx~  
PY) 74sa  
<ZCjQkka>r  
To  geofem: v/CXX<^U(  
|*8 J.H*r  
  "对于强透水性土", if the soil is clay, whatever the permeability is high, please use undrained condition, because it is the most unsafe status.  If it is sand, use drained condition. zR]l2zL3  
jgukW7H  
To:daniellb1023: i5:fn@&  
)2:d8J\  
    "固结不排水":  1)固结, of course it is under drainage. Can you imagine soil can consolidate without water drainage. [,l BY-Kz+  
Thz&wH`W  
                          2)不排水, that means the after using confining stress, adding more deviator stress causing failure is under undrained(without pore pressure dissipate)
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geofem 鲜花 +1 - 2007-08-24
离线geofem

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只看该作者 8楼 发表于: 2007-08-24
一般黏性土的渗透系数都较低,还没有见过渗透系数和砂土一个量级的粘土,除非含有夹砂层,这另当别论。 2}hEBw68  
o2&mhT  
mano兄对Plaixs理解很透彻啊。有个问题想讨论一下,在有效应力分析中,采用“B) analysis in terms of effective stresses with undrained strength,parameters (undrained material with E', v', but with c_u, phi=0)”,是不是用于分析快速加载的情况? i]YH"t8GY  
-R| v&h%T  
至于MC用于模拟开挖问题,如果不做些处理,的确存在某些问题,比如说基坑地表上台现象。
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只看该作者 9楼 发表于: 2007-08-24
如果采用完全的流体固体耦合计算(consolidation),我觉得仅采用有效应力指标即可(此时,即便时黏性土也有较大的摩擦角)。mano兄认为呢?
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只看该作者 10楼 发表于: 2007-08-24
    Of course, it can be used in quick loading. #~BsI/m  
_ VKBzOH  
    All these three options are for Undrained condition, actually, in "effective stresses" analysis, there is pore water pressure generated by Plaxis based on B-parameter(detailed information in MANUAL). Uc^eIa@  
o#fr5>h-w  
  Actually, the undrained condition is defined by the rate of external loading comapred to the pore water dissipating: the pore water can not dissipate during loading. @>cz$##`  
_Dr9 w&;<  
e#!%:M;4P  
tp*.'p-SI  
"至于MC用于模拟开挖问题,如果不做些处理,的确存在某些问题,比如说基坑地表上台现象。", would you please give us more detail about  this?  how to deal with this  in  your experience? what's the problems occured?  and why ?thanks! O`K2mt\%  
aS=-9P;v  
引用第8楼geofem于2007-08-24 15:45发表的  : 0Ta&o-e  
一般黏性土的渗透系数都较低,还没有见过渗透系数和砂土一个量级的粘土,除非含有夹砂层,这另当别论。
mano兄对Plaixs理解很透彻啊。有个问题想讨论一下,在有效应力分析中,采用“B) analysis in terms of effective stresses with undrained strength,parameters (undrained material with E', v', but with c_u, phi=0)”,是不是用于分析快速加载的情况?
至于MC用于模拟开挖问题,如果不做些处理,的确存在某些问题,比如说基坑地表上台现象。
[ 此贴被mano在2007-08-24 16:37重新编辑 ]
离线mano

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只看该作者 11楼 发表于: 2007-08-24
I agree with you!  Actually, in the real undrained condition, the clay has some kind of friction angle. d|?Xo\+  
All the effective parameters are used here. JTIt!E}P  
;/:Sx/#s  
引用第9楼geofem于2007-08-24 15:47发表的  : y+3+iT@i  
如果采用完全的流体固体耦合计算(consolidation),我觉得仅采用有效应力指标即可(此时,即便时黏性土也有较大的摩擦角)。mano兄认为呢?
[ 此贴被mano在2007-08-24 16:33重新编辑 ]
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