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基坑土体侧向卸荷变形特性的研究
摘要：
本文研究了基坑土体的侧向卸荷变形特性。通过室内模型试验和数值模拟，分析了不同侧向初始应力状态下土体的变形特性，得到了土体侧向卸荷引起的变形规律和主要因素。试验结果表明，土体的侧向卸荷变形特性与侧向初始应力状态、土体的剪切强度和侧向土体体积应变模量有关。
关键词：基坑土体；侧向卸荷；变形特性；试验研究；数值模拟
一、引言
在城市建设中，经常需要进行大型基础工程的建设，基坑的挖掘及支护是基础工程的重要工序。在基坑挖掘过程中，土体受到不同方向的应力作用，会引起不同方向的变形和破坏，其中基坑土体的侧向卸荷变形特性是一个具有重要意义的研究问题。因此，研究基坑土体的侧向卸荷变形特性，可以为基坑支护设计提供理论依据，为基坑施工安全保障提供必要的技术支持。
二、试验材料与方法
2.1试验材料
本次试验使用黏土作为试验土，试验土的工程性质参数如表1所示。
表1试验土工程性质参数
试验参数值
密度ρ1.96t/m^3
无侧向应力时剪切强度τ_07.2kPa
侧向应力系数K0.42
体积压缩模量K_c0.0278MPa^-1
2.2试验方法
本次试验采用室内模型试验和数值模拟相结合的方式进行。试验中，采用直径为30cm、高度为40cm的圆柱形模型试件，模型试件分别进行不同侧向应力状态的压缩试验，然后进行不同侧向卸荷状态下的变形观测和数据记录。数值模拟采用三维有限元方法，通过ABAQUS软件模拟不同侧向应力状态下的土体变形特性，对实验数据进行验证和分析。
三、试验结果与分析
通过实验得到了土体侧向卸荷引起的变形规律和主要因素。实验结果表明，不同侧向初始应力状态下土体的侧向卸荷变形特性存在差异。在同一初始应力状态下，土体的侧向土体体积应变模量越大，侧向卸荷发生时土体变形越小。在剪切强度相同的情况下，不同初始应力状态下，土体的变形特性基本相同。
经过数值模拟的验证和分析，得到了土体侧向卸荷变形特性的主要影响因素为：侧向初始应力状态、土体的剪切强度和侧向土体体积应变模量。侧向初始应力状态直接影响了土体的侧向变形和破坏形态；土体的剪切强度决定了土体的承载能力；侧向土体体积应变模量则反映了土体的柔性或刚性程度，影响了土体的变形特性。
四、结论
通过室内模型试验和数值模拟，本文研究了基坑土体的侧向卸荷变形特性。试验结果表明，土体的侧向卸荷变形特性与侧向初始应力状态、土体的剪切强度和侧向土体体积应变模量有关。为基坑支护设计和基坑施工提供了理论依据和技术支持。
参考文献
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