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7月5日，平衡中心組織專家對浙江大學(xué)承擔(dān)的《超深基坑開挖引起坑內(nèi)外土體、樁基及整體結(jié)構(gòu)性能衰變與調(diào)控》項目進行結(jié)題驗收評審。

我國地下空間利用近年來發(fā)展迅速，如城市地下綜合體、地下交通網(wǎng)等，已成為城市可持續(xù)發(fā)展的重要方向。地下空間開挖必然帶來大量基坑工程開挖，基坑工程開挖深度越來越深、越來越大，周邊環(huán)境要求越來越高。基坑工程周邊常遇到高架橋、高層建筑等臨近既有建構(gòu)筑物，這類建構(gòu)筑物常采用樁基礎(chǔ)形式，并受到較為顯著的動力作用，如車輛荷載的豎向動力作用、風(fēng)荷載的水平作用；此外，還有一些放置在地下的大型動力設(shè)備，也需要采用樁基礎(chǔ)形式來抵抗大型設(shè)備的振動荷載，并在基坑開挖前就完成了樁基施工。在基坑開挖時，坑內(nèi)外土體應(yīng)力逐步釋放，導(dǎo)致土體擾動，進而使得土體對樁基的約束作用改變，樁身變形內(nèi)力變化，樁土界面改變，最終導(dǎo)致土體-樁基動力性能衰變，影響上部結(jié)構(gòu)動力服役性能。然而，目前研究缺乏有效手段評估基坑開挖導(dǎo)致的周邊樁基、坑內(nèi)樁基動力性能衰變的理論和方法。

本課題依托超重力離心模擬與實驗裝置超重力離心模擬與實驗裝置（Centrifugal Hypergravity and Interdisciplinary Experiment Facility）中的超深基坑工程，從實際工程出發(fā)，首先探索土拱效應(yīng)影響下的墻后土體應(yīng)力重分布機理，提出配套計算方法，解析開挖參數(shù)與墻后非極限主動土壓力分布規(guī)律的關(guān)聯(lián)性，構(gòu)建“開挖→土體”相互作用模型。

隨后依托現(xiàn)場實測與超重力模型試驗，對比分析基坑開挖前后坑內(nèi)外樁基的動力特性衰變規(guī)律，建立開挖誘發(fā)樁基動力特性衰變的量化分析方法，最終形成完整的“開挖→土→樁”系統(tǒng)耦合模型。在工程實踐層面，該模型為深基坑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化及周邊環(huán)境保護提供關(guān)鍵支撐，在設(shè)計階段可實現(xiàn)更精準(zhǔn)簡便的土壓力參數(shù)計算與環(huán)境影響評估依據(jù)；在理論層面，系統(tǒng)揭示了“開挖→土→樁”動力相互作用機理，為同類工程的設(shè)計實踐與風(fēng)險防控提供理論依據(jù)與方法借鑒。

項目采用理論分析、數(shù)值模擬、超重力模型實驗和現(xiàn)場實驗多尺度相結(jié)合的研究方法。

該方法揭示了開挖誘發(fā)土體擾動機理、土拱效應(yīng)演化規(guī)律，建立了考慮基坑開挖擾動的坑內(nèi)外樁基水平、豎向靜動力剛度衰變模型，提出了不同工況下樁基礎(chǔ)靜動力性能演變分析方法。項目成果提出考慮土拱效應(yīng)的土體應(yīng)力計算模型，解決軟土地區(qū)墻后土壓力計算難題；建立坑內(nèi)外樁基靜動力響應(yīng)分析模型，填補開挖卸荷下樁基性能衰變研究的不足。