二八灰土回填地下粮仓浮力预警试验研究

地下结构的浮力多以阿基米德定律为基础进行计算,未考虑周围回填土体。该文以某地下粮仓为研究对象,考虑周围回填二八灰土的实际工况,分别进行直径为400(模型筒A)、500(模型筒B)、600 mm(模型筒C)的室内缩尺模型试验。试验包含纯水试验和回填二八灰土试验。纯水试验结果表明,以阿基米德定律计算的实际浮力与模型筒自重(包含模型筒上部约束反力所折算自重)的理论浮力基本一致,模型筒A、B、C的实际浮力与理论浮力的误差分别为0.03%、1%、3%。在回填二八灰土试验中,通过缓慢注水,利用位移计、压力传感器监测模型筒位移及模型筒上部的约束反力,分析了模型筒整个上浮过程中位移和约束反力的变化情况。位移突变值滞后于约束反力突变值,压力传感器读数发生明显变化而位移计读数未发生明显变化所测量的水位为警戒水位,压力传感器与位移计读数均发生明显变化所测量的水位为实际起浮水位。以警戒水位和实际起浮水位作为理论计算依据,得出警戒水位和实际起浮水位时模型筒自重(包含模型筒上部约束反力所折算自重)作用下理论抵抗浮力及计算所得的实际抵抗浮力。警戒水位时模型筒A、B、C实际抵抗浮力为理论抵抗浮力的1.93、2.43、1.66倍。实际起浮水位时模型筒A、B、C实际抵抗浮力为理论抵抗浮力的2.15、3.36、2.96倍。从安全储备方面综合考虑,回填工况地下粮仓在预警水位时实际抵抗浮力为理论抵抗浮力的1.5倍,实际起浮水位时抵抗浮力为理论抵抗浮力的2倍,研究结果为今后地下粮仓及其他地下结构的抗浮设计提供参考。