考虑三维空间效应的砌块土坡侧向土压力分析

在支挡结构稳定性设计中,基于侧向土压力系数的设计方法简单易用,一直被广泛用于实际工程中。已有侧向土压力系数主要在平面应变分析方法下计算获得,忽略了三维空间效应的影响。基于三维边坡稳定分析方法,采用变分法获得安全系数极值下对应的三维破坏机制,建立考虑三维效应的砌块土坡侧向土压力计算方法,从而揭示三维效应对砌块土坡侧向土压力大小的影响规律。提出的方法还考虑了砌块与土摩擦作用力和水平地震力的影响。给定参数值,通过优化计算获得了不同长高比下的三维砌块土坡水平土压力系数,以图的形式给出便于使用。从计算结果可以发现,在地震作用下,三维空间效应对侧向土压力的影响显著,特别是对于垂直的支挡结构。最后结合算例,通过与传统的平面应变下侧向土压力结果进行对比分析,显示了考虑三维效应的土压力系数对支挡结构稳定性设计的重要性。     

深基坑工程技术讲座(15)

第十五讲挡土支护结构强度计算（中）———单支点柔性挡土支护结构强度计算１５１单支点柔性挡土支护结构的嵌固类型图１５１表明了在不同的插入深度的情况下，作用在单支点挡土支护结构上的荷载及其与变形曲线的关系。（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）图１５１不同插入深...     

柔性加筋挡土结构极限高度分析

分析了柔性加筋挡土结构的破坏机理,推导了砌体结构内能消耗的计算表达式,基于极限分析的基本原理,介绍了柔性加筋挡土结构极限高度的表达式,得出了其极限高度随其他因素的变化规律。     

挡土结构侧土压力与水平位移关系的试验研究

目前挡土结构侧土压力计算方法中,一般未考虑挡土结构位移对土压力的影响。而控制挡土结构位移,使土体不能达互极限平衡状态,正是实际基坑工程中的常见情况。本文通过一定数量的室内模型试验研究,对不同挡土结构位移下,侧土压力由静止土压力逐步向主动土压力发展过程进行了测定,得出挡土结构位移和侧土压力强度值间的关系,提出了一种考虑挡土结构侧向位移的侧土压力简化计算方法。     

考虑支护结构变形的基坑土压力计算

针对基坑土压力计算存在的不足,基于朗肯土压力理论,建立了考虑支护结构与土体相互作用的土压力计算模型。结合温克尔假定,推导出考虑基坑支护结构变形的非极限主动、被动土压力计算公式。同时,对支挡式基坑支护结构的变形分布进行了简化,提出了适用于支挡式基坑支护结构设计阶段的土压力简化计算方法。     

基坑支护结构计算的位移土压力法

基坑支护结构的土压力的大小和分布与支护结构的侧向位移有关.本文提出了位移土压力法,可考虑挡土桩墙侧向位移对土压力的影响,使挡土桩墙结构计算更为合理.     

水泥搅拌桩挡土效应非线性接触分析

在基坑维护的设计中,经常采用混凝土灌注桩挡土,而水泥搅拌桩挡水的基坑支护形式,但在计算中,一般不考虑水泥搅拌桩受力。本文运用有限单元法(FEM)和基于直接约束(Direct Constrains)的接触迭代算法,对这种支护形式中水泥搅拌桩的挡土效应进行了弹塑性接触非线性分析。分析中,主要考虑了水泥搅拌桩排数,桩身强度以及桩身长度对挡土效应的影响,并在计算结果的基础上分析总结了它们的影响规律,得出了一些有益的结论。     

深基坑支护工程结构分析计算软件系列GRW、FRWS、BSC

由同济大学地下建筑与工程系杨敏教授编制的深基坑支护工程结构分析计算软件现已公开发售,软件内容包括: 一、弹性挡土结构分析计算软件FRWS 该软件能对地下连续墙、灌注桩或板桩等弹性挡土结构,以及其它各种材料的弹性挡土结构进行内力分析计算。挡土墙可采用混凝土或钢结构支撑,也可采用锚杆固定。考虑了桩     

刚柔复合挡土结构数值分析

针对目前工程中传统挡土结构的不足,提出刚柔复合挡土结构的概念,并分析了其基本工作原理,突出其较传统挡土结构的优越性;另外从概念设计角度形成刚柔复合挡土结构（由传统刚性挡土墙和柔性材料构成）模型,并对影响刚柔复合挡土墙受力的柔性材料厚度和模量两个主要因素进行分析,以优化其性能参数,使刚柔复合挡土墙更经济、更安全.     

考虑土-结构相互作用的桥梁脆弱性分析方法及其应用

将FEMA440考虑土-结构相互作用的能力谱方法与桥梁脆弱性分析相结合,提出能够综合考虑地基柔性效应、运动学效应和基础阻尼效应的桥梁脆弱性分析方法,再结合所统计的与我国桥梁抗震设计规范相容的强度折减系数谱,对某城市高架梁式桥进行脆弱性分析,建立相应的脆弱性曲线,并与非线性动力时程分析法和不考虑土-结构相互作用的脆弱性分析法所建立的脆弱性曲线进行比较。计算结果表明:所建立的考虑土-结构相互作用的脆弱性曲线与非线性动力时程分析的计算结果十分接近,而不考虑土-结构相互作用的脆弱性曲线则与实际情况有较大差距。可见,该方法可以较为准确地对考虑土-结构相互作用的桥梁结构进行脆弱性分析,这也验证了该法应用于我国桥梁结构抗震性能评估的可行性。     

刚性挡土墙地震失效模式的数值研究

采用离散元方法建立了某刚性重力式挡土墙的数值模型,并根据室内材料试验结果标定了数值模型的微观参数,使数值模拟结果建立在可靠的参数选择基础上。利用颗粒流软件的微观实时测量优势研究了地震荷载作用下挡土墙的失效模式。研究结果表明:加载初期,挡土墙在墙后动土压力、自身地震惯性力和基础摩擦力的作用下保持稳定;随着加速度峰值的增大,动土压力的波动偏离静土压力并逐渐增大,挡土墙发生水平滑移和旋转,当基础破坏后挡土墙还将发生竖向位移。     

刚性挡土墙被动土压力数值分析

采用有限单元法对作用于刚性挡土端上的被动土压力进行数值分析，土体采用弹塑性的Mohr-Coulomb本构模型，在土与结构接触面问引入无厚度的Goodman接触单元，接触面上剪应力和剪切位移采用弹塑性的本构模型，研究了不同的挡土墙的变位模式、不同墙面摩擦特性以及土体变形特性等因素对土压力大小和分布的影响。     

A Displacement Prediction Method for Retaining Walls Under Seismic Loading

This paper describes a new calculation method for seismic displacement of retaining walls. A macroscopic failure surface and a plastic displacement potential in the general load space are considered in the method to evaluate the subgrade reaction force from foundation ground. The method is capable of calculating not only horizontal, vertical or rotational displacement alone, but also their combined effect. The method is validated through comparison with centrifuge test results of a gravity retaining wall with dense backfill sand subjected to strong base shaking. The calculated displacement components, that is vertical, horizontal and rotational displacement at the end of shaking, compared well with those measured. It also appeared that previously proposed conventional displacement calculation methods based on Newmark’s sliding block analogy might underestimate the displacement. The assumption of the constant frictional coefficient may be responsible for this.The proposed method is limited to retaining walls resting on soils where dramatic degradation of soil strength due to the generation of excess pore pressure does not occur.     

非极限状态挡土墙主动土压力研究

利用薄层单元法对挡土墙非极限状态主动土压力进行研究,认为挡土墙土压力是由墙后填土在平衡状态下出现的楔形土体产生,取挡土墙后楔形土体沿平行于填料坡面的薄层作为微分单元体,通过作用在微分单元体的力和力矩平衡条件,建立挡土墙非极限状态主动土压力微分方程,得到非极限状态土侧压力系数、土压力强度、土压力合力和作用点的理论公式。根据非极限状态摩擦角与墙体位移关系,分析填土内摩擦角、墙土摩擦角和挡土墙位移比对土侧压力系数、土压力分布、土压力系数和作用点的影响。分析表明采用极限平衡理论计算平动模式下刚性挡土墙非极限状态时的抗倾覆稳定性偏于危险。另外,公式计算结果与实测模型试验进行对比分析,主动土压力分布曲线吻合良好。     

循环荷载作用下黏性土加筋挡墙有限元动力特性分析

在循环荷载作用下,对加筋土挡墙进行有限元模拟分析,研究黏性土加筋土挡墙的动力特性.重点研究挡墙回填土为黏性土条件下,不同加筋材料、动荷载峰值加速度对加筋土挡墙的影响.由计算结果认为在循环荷载作用下加筋土挡墙水平位移受动荷载峰值加速度影响较大,加筋土挡墙最大位置出现在挡墙下部,黏性回填土的加筋土挡墙变形量要小于砂土回填的加筋土挡墙.     

扶壁式挡土墙受力特性及有限元分析

为研究肋板间隔不同对墙后土压力以及对填土位移的影响,建立扶壁式挡土墙的三维模型,进行了有限元的数值分析。有限元分析结果表明:扶壁式挡土墙的肋板间隔在很大程度上影响着水平向土压力空间分布,在面板的下部,由于肋板的影响,作用在挡墙上的土压力出现中间大,向两侧逐渐减小的趋势,且肋板间隔越大,产生的影响越小。该类挡墙对填土的水平位移有很好的控制作用,可为扶壁式挡土墙在边坡支护中的大面积推广提供理论支持。     

刚性挡土墙主动土压力数值分析

采用有限单元法对作用于刚性挡土墙上的主动土压力进行数值分析，土体采用弹塑性的Mohr-Coulomb本构模型，在土与结构接触面间引入无厚度的Goodman接触单元，接触面上剪应力和剪切位移采用弹塑性的本构模型，研究了不同挡土墙的变位模式、不同墙面摩擦特性以及土体变形特性等因素对土压力大小和分布的影响。     

浸水与一般挡土墙特性探究

挡土墙是用来抵抗土体位移变形的支承构筑物。浸水挡土墙主要位于水域环境,其与一般挡土墙在环境条件、受力模式、计算方法、工程造价等几个方面存在较大差异。通过对比分析,探究了浸水挡土墙与一般挡土墙的特性,得出了具有实践意义的结论,可以指导挡土墙的设计。     

不同位移模式下挡土墙的模型试验及数值模拟

 使用角钢和高强度的有机玻璃,结合按照原型比例设计的尺寸,自制挡土墙模型箱。测试挡土墙在不同运动状态下,墙后土体的水土压力分布,获得剪切带的细观参数。在模型试验基础上,通过二次开发PFC2D颗粒流程序对砂土挡土墙进行离散元仿真模拟。研究不同位移模式：平移(T)、绕墙底转动(RB)、绕墙顶转动(RT),以及2种组合位移模式：绕墙底以下某点转动(RBT)、绕墙顶以上某点转动(RTT)下挡土墙被动破坏机制。分析挡土墙运动过程中侧压力的变化、土体位移场和变形以及挡土墙到达一定位移时颗粒集合体内部的剪应变率分布。通过对比分析模型试验结果与数值模拟结果,结果表明,墙后土体水土压力的模拟结果与试验结果吻合很好,反映水土压力的分布规律。     

新型桶式基础防波堤桶体阻力分析

包括桶壁、隔墙摩阻力和桶底端阻力的桶体阻力是维持桶体稳定性的一个重要因素。外侧桶壁摩阻力与桶土相对位移及接触状态有关,内侧桶壁和隔墙摩阻力与桶土相对位移有关,桶底端阻力与桶土接触状态有关。波浪荷载作用下,海侧上部的外侧桶壁与土体脱离,下部产生相对土体的向上位移,陆侧桶壁则相反;海侧内侧桶壁与隔墙产生相对桶内土体的向上位移,陆侧则相反;海侧桶体底部与土体脱离,陆侧则挤压土体。波浪荷载作用下,在绕桶体转动中心发生向上位移的迎浪侧,随荷载水平增加,桶壁与隔墙摩阻力由桶体自重作用下的正摩阻力减小变为负摩阻力,桶底端阻力则减小直至为零;在绕桶体转动中心发生向下位移的背浪侧,桶体阻力在桶体自重的基础上增加。