【摘 要】
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近年来非饱和土理论研究取得显著进展,相关成果证明基质吸力作用可以减少基坑支护等方面工程投资,而现有基坑设计规范不能对此类项目提供有效指导。济南市区广泛分布着非饱和土,随着城市建设的高质量发展,非饱和土基坑工程逐渐受到重视,因此,开展济南地区非饱和土基坑支护设计研究具有重要理论意义和工程价值。论文依托工程实例,采用资料调研、试验测试、理论分析和数值模拟等方法,明确了非饱和土基坑设计方法,建立了非饱和
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近年来非饱和土理论研究取得显著进展,相关成果证明基质吸力作用可以减少基坑支护等方面工程投资,而现有基坑设计规范不能对此类项目提供有效指导。济南市区广泛分布着非饱和土,随着城市建设的高质量发展,非饱和土基坑工程逐渐受到重视,因此,开展济南地区非饱和土基坑支护设计研究具有重要理论意义和工程价值。论文依托工程实例,采用资料调研、试验测试、理论分析和数值模拟等方法,明确了非饱和土基坑设计方法,建立了非饱和土非线性抗剪强度计算公式,分析了非饱和土基坑受力及变形规律,并建议了支护体系优化措施。取得如下进展:（1）明确了济南市非饱和土空间分布规律。根据地形地貌与地下水条件,将第四系分界线以南地区,拟建地铁7号线以东、小清河以南地区划分为济南市主要非饱和土工程建设区域。（2）掌握了非饱和土基坑设计的弹性支点法与三维有限元法。前者通过总黏聚力法实现;后者结合试验在软件土层定义阶段建立科学的土—水特征曲线,并根据工程实际基质吸力分布特征设定不同埋深土体饱和度实现。（3）获得了非饱和土剪切应力应变规律与抗剪强度计算方法。土体偏应力与净围压、基质吸力呈正相关,不同土体强度的非线性对基质吸力敏感性不同;双参数抗剪强度公式可考虑土体强度的非线性,计算结果准确且参数易确定,具有良好的适用性。（4）揭示了现行设计方法与非饱和土条件下支护结构力学性状差异。非饱和土特性对基坑上部土体与支护桩变形影响显著,相比现行方法支护结构变形与地面沉降减少40～45%、内力降低25～45%;建议非饱和土基坑设计优化上部支撑和围护结构截面。
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