紧邻高边坡道路基坑土压力的能量法分析

张家林　张可能　陈骏　左文贵　王彦之　贺勇　金福喜

摘要：基于能量法原理，明确场地斜坡不利作用下紧邻边坡进行基坑开挖时的主动土压力，并提出一种适用于紧邻边坡条件下的基坑土压力计算模型，通过数学推导，得出主、被动土压力计算公式。同时，以郴州某公路基坑工程为例，采用能量法原理以及数值模拟分别计算土压力，对比计算结果，检验能量法计算公式的准确性。研究结果表明：两种方法边坡各位置的主动土压力计算结果差距在5%以内，被动土压力计算结果一致;数值模拟结果较于能量法结果偏小，最大误差不超过10%，表明该计算公式基本正确;同时，研究表明坡高和倾角的增加均使得主、被动土压力增大，被动土压力较主动土压力受边坡倾角的影响更为明显。

关键词：道路工程;计算模型;能量法;主动土压力;边坡参数

中图分类号：U417文献标识码：A文章编号：1006-8023（2019）03-0078-09

Analysis of Earth Pressure on Foundation Pit Adjacent

to High Slope by Energy Method

ZHANG Jialin1，2， ZHANG Keneng1，2*， CHEN Jun3， ZUO Wengui1，2， WANG Yanzhi1，2，HE Yong1，2， JIN Fuxi1，2

（1.Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geological Environment Monitoring，

Ministry of Education， Changsha， 410083; 2.School of Geoscience and Infophysics， Central South University，

Changsha， 410083; 3.China Construction Fifth Bureau Civil Engineering Co.， Ltd.， Changsha 410083）

Abstract：Based on the principle of energy method， this paper defines the active earth pressure when the foundation pit is excavated next to the slope under the adverse effect of the site slope， and puts forward a model for calculating the earth pressure of the foundation pit next to the slope. Through mathematical deduction， formulas for calculating active and passive earth pressure are obtained. Taking a highway foundation pit project in Chen Zhou as an example， the results of earth pressure is calculated and compared by energy method and numerical simulation respectively to verify the accuracy of the formula of energy method. The results show that the difference between the two methods is less than 5%， and the results of passive earth pressure are consistent. The result of numerical simulation is smaller than that of energy method， and the maximum error is less than 10%. At the same time， the research shows that the passive earth pressure increases with the increase of slope height and inclination. And the passive earth pressure is more obviously affected by the slope inclination than the active earth pressure.

Keywords：Road engineering; calculation model; energy method; active earth pressure; slope parameters

0引言

緊邻边坡条件下进行基坑开挖是各类基坑工程乃至岩土工程中的一类典型问题。在此情况下，边坡荷载对基坑的影响对基坑工程的设计和施工提出了更高的要求，边坡或基坑的问题，直接影响相邻结构的受力情况。国内外学者[1-5]针对基坑和边坡之间的影响做出许多研究。其中，大部分针对计算土压力修正系数展开。由于边坡的旁压作用对基坑侧壁的影响，侧壁土压力的计算需要更加精确才能衡量边坡所带来的影响。尽管在土压力计算理论的发展过程中也获得了许多的成果，也比较了计算方法和计算模型的精确性[6-15]，但针对紧邻边坡基坑的土压力研究并不多见，传统的朗肯、库仑土压力理论在这种复杂条件下的无法满足计算的精确度。……