挡土墙侧向土压力中外确定标准的对比分析

挡土墙侧向土压力分主动、静止和被动土压力,而实际各种土压力状态的形成与墙体相对于土体的位移大小和方向有关。国际上不同国家的设计标准就其计算方法进行了不同的规定,具体工程项目设计过程中如何选择尚未达成共识,工程师多凭过往工程经验或自身对规范的理解选择对应的计算方法。若遇分歧、便无定论,尤其是跨国工程设计更为甚之。通过对比分析欧洲、美国、中国香港及中国大陆规范,主要针对重力式、悬臂式和扶壁式挡土墙侧向土压力的确定标准和原则进行梳理、提炼和对比分析,拟从源头探讨挡土墙侧向土压力确定标准的统一性原则,以期对挡土墙结构设计和稳定性分析提供更具理论依据的计算方法。同时,研究结论还可为后续跨国工程的勘察设计提供必要的技术支撑。     

降雨入渗作用下膨胀土挡土墙侧向土压力研究

膨胀土挡土墙在降雨时受侧向膨胀土压力的作用,容易发生失稳破坏。为深入认识降雨作用下膨胀土挡土墙发生变形破坏的机理,通过室内模拟降雨模型试验,对膨胀土挡土墙侧向土压力的变化规律进行了研究。研究表明:挡土墙后侧向膨胀土压力反应滞后于降雨,且在降雨初期呈顶部大、中间小的曲线分布形式,这容易导致挡土墙顶部产生剪切破坏;表层侧向土压力较深层的小,且较快达到稳定;深层侧向土压力在降雨之后随着雨水的下渗会产生递增,当其达到最大值后突然递减,这与深层土体浸水饱和产生软化有关。     

膨胀土挡墙侧向膨胀压力研究

通过大型模型试验,研究了深层浸水条件下膨胀土挡墙侧向膨胀压力的变化规律.结果表明,随着浸水时间的增加,挡墙侧向膨胀压力逐渐增长到最大值,尔后,若挡墙为不能移动时,压力稳定在最大值附近,但若挡墙是可移动的,则压力逐渐减小至稳定值.挡墙可动与不能移动的最大侧向膨胀压力之比约为0.45,挡墙可动时的最大侧向膨胀压力与稳定侧向膨胀压力之比约为1.3～1.5.综合考虑了膨胀力与含水率、含水率变化与深度、膨胀率与上覆压力、膨胀力与膨胀率的关系,提出了侧向膨胀压力计算方法,分析了侧向膨胀压力的垂向分布模式和影响因素,计算结果与模型试验结果较吻合,此外,还推导了侧向膨胀压力的合力及其作用点位置.     

被动桩侧向土压力的三维数值模拟

运用岩土数值计算程序FLAC~(3D)对土体沿深度发生均匀侧移、桩基两端可简化为铰接情况下的被动单桩的侧向土压力进行了研究,其中土体采用摩尔-库伦本构关系,桩基采用线弹性本构关系,桩土之间建立接触面。研究表明:桩侧土压力随着土体侧向位移增大而增大,当达到极限状态时在浅层土体内桩侧极限土压力随深度增加而增大,达到一定深度后,桩侧极限土压力随深度增加基本保持不变;桩周粗糙度是影响桩侧极限土压力大小的重要因素;桩土相对刚度对桩基位移、剪力、弯矩和桩侧极限土压力分布有较大影响。另外,分析了桩侧土压力-桩土相对位移关系曲线(p-δ曲线)的形状以及达到极限土压力所需的桩土相对位移,并将计算结果与前人研究结果比较,得出两者具有较好的一致性且本文结果有所改进。     

基于GIS的河道冲淤时空分析方法研究

采用数字高程模型法进行冲淤计算已成为冲淤计算的主流方法。首先建立符合精度要求的河道数字高程模型,进行冲淤计算,构建冲淤分析的系统化平台。然后提出一种新的存储栅格数据的表结构,对河道的冲淤预测方法进行了初步地探讨,为快速有效地分析河道冲淤规律奠定了基础。同时,提出利用冲淤空间分布图进行冲淤规律定量分析,为河道冲淤分析提供了新的研究手段。     

苏州地区软土地层深基坑侧向土压力分布规律研究

为研究软土地层深基坑侧向土压力分布规律,依托苏州市轨道交通5号线长江路车站基坑开挖工程,采用增量法理论和数值模拟分析方法,对软土地层深基坑开挖过程中地下连续墙的侧向土压力分布规律进行分析。结果表明：施工过程对地连墙墙体的弯矩影响较大,为保证基坑围护结构安全,采用增量法计算侧向土压力时需考虑施工过程的影响;作用于地连墙上真实土压力分布形式呈三角形;苏州地区软土地层侧向土压力系数K建议取值范围为0.3～0.7。得到的苏州地区软土土压力分布模式可为该地区基坑开挖提供参考。     

静止土压力系数的计算方法及影响因素分析

岩土工程领域的结构物设计,作用在其上的侧向土压力是一个重要参数,该参数确定的准确与否,直接影响工程设计的优劣或成败。规范中能够考虑的影响因素较为单一,面对复杂的设计工况,工程师很难做到针对性分析。为解决这一不足,使工程师在设计过程中面对静止土压力状态计算时能有的放矢而非一味照搬规范公式,首先从纵向历史轴线上对静止土压力系数计算方法的研究进行梳理和总结,进而从土体应力历史和空间几何特征两个方面,分别开展其对静止土压力系数的影响研究。研究成果认为,设计中可采用Jaky简化公式,同时考虑被支挡土体的应力历史和空间几何特征的影响,并提供了定量分析方法。结论不仅可指导实际工程设计,还可为后续相关领域的研究提供必要的技术支撑。     

河北省泥质河口纳潮冲淤加拖淤的试验研究

河北省沿海诸多河口建有挡潮闸,由于长期关闭闸门,受潮汐影响,闸下河道严重淤积,严重影响河道的防洪安全。寻找经济、合理、客观地解决河口淤积的有效措施,是一项非常重要和迫切的任务。在子牙新河河口原型观测资料的基础上,结合河北省河口的现状,分析了全潮、纳潮、冲淤加闸下拖淤等5项试验成果,提出了河北省泥质河口清淤的最佳有效方式。     

芜湖电厂取水口河段的冲淤计算

为保证电厂的正常运行,电厂取、排水口的布置与所在河段的冲淤变化密切相关。利用平面二维数学模型,对芜湖电厂所在河段的冲淤变化进行了数值模拟计算。所得结果可供工程设计和有关部门决策参考。     

黄河上游干流水库建成后河道的冲淤变化

本文以黄河上游已建的大中型水库为例,在分析以往研究成果的基础上,总结了水库上、下游河道冲淤的基本规律,并对其合理性进行了分析。     

挑流消能冲刷时间对冲刷深度影响的试验研究

通过大量的模型试验,对挑流冲刷坑形成的时间过程进行了研究,将冲刷坑随时间的发展变化趋势与前人的理论分析成果进行拟合优化,得出在某个特定时间内,冲刷深度与时间成幂函数关系。本文通过此试验,对研究冲坑演变规律有一定的意义。     

河流弯道水流特点与冲刷深度探讨

根据河流弯道水流的特点,对弯道水流的冲刷机理和冲刷深度进行了分析与探讨,并给出了国外学者计算弯道水流冲刷深度的几种方法.     

射流冲刷平衡深度研究

本文通过水槽实验和理论分析,研究了在水流速度低、泥沙易淤积的区域引入平面冲击射流对消除泥沙淤积的影响。实验观测了射流局部达到冲刷平衡时,最大冲刷深度随射流喷口高度、喷口宽度、喷口流速、横流流速及泥沙特性变化的规律。由泥沙起动理论和平面射流运动规律,建立了射流冲刷平衡深度计算式。用不同性质的泥沙和采用不同射流喷口宽度、不同喷口高度的射流冲刷实验资料对建立的计算公式进行了验证,计算结果与实验资料吻合良好。     

波流作用下淹没圆柱局部冲深影响因素分析

淹没圆柱在海洋工程中运用广泛,局部冲刷对此类建筑物的安全有较大影响。为掌握该类型建筑物在波流作用下的冲刷特性,在波流水槽内开展了一系列试验研究。试验将圆柱模型安装在波流水槽中部的沙槽内,沙槽内铺设中值粒径0.22 mm的无黏性沙,形成平底海床。试验中圆柱处于淹没情况,改变入射波流条件,观测多种波流作用下,不同高度淹没圆柱周围的局部冲刷深度发展过程,分析了多种无量纲参数对局部冲刷深度的影响。结果表明:当KC数不变时,冲刷深度s/D随着相对流速U_cw和Fr的增大而增大,当Fr增大到一定程度时(Fr>0.80),冲刷深度s/D趋于稳定; U_cw在固定范围内时,冲刷深度s/D随KC数的增加而增加,增长速率逐渐变慢; 引入淹没因子K_s,得到了淹没圆柱与非淹没圆柱的冲刷深度计算关系式。     

黏土海床管道局部冲刷的模拟研究

基于黏土的流变特性,将黏土视为一种流体,用Herschel-Bulkley模型模拟,采用计算流体力学(CFD)软件Fluent建立二维管道冲刷模型,结合SST k-ω 湍流模型以及VOF两相流模型对黏土海床上管道局部冲刷进行数值模拟研究.研究分析表明:海底管道的存在增加了海流对海床的剪切应力,随悬空高度增大,海床剪应力...     

The influence of coarse particle mobility on scour depth in salmonid spawning habitat

This study examined the influence of flow hydraulics and coarse particle mobility on bed scour adjacent to coho salmon (Oncorhynchus kisutch) redds in a coastal California watershed for a bankfull flood. It was theorized that coarse particle mobility (i.e., mobility of particles larger than the median bed particle size, D₅₀) exerts a strong control on bed scour depth. Maximum scour depth at the study sites was found to be negatively correlated with flow shear stress, which is dissimilar to findings from previous scour studies in spawning reaches. This resulted from a relatively similar coarse particle size (D₈₄) for all study sites and a negative relationship between shear stress and coarse particle exposure to flow (or the D₈₄/D₅₀ ratio), which together caused sites with low shear stress to have a high degree of localized coarse particle mobility and an associated high maximum scour depth. This study provides new insights into the vulnerability of spawning reaches with low flow energy to redd scour and highlights the need to consider the mobility of coarse particle sizes explicitly when examining the dominant controls on redd scour.     

基于布拉格光纤光栅的静冰压力传感研究

针对现有电传感器在高寒地区测量静冰压力存在的问题,提出了一种基于布拉格光纤光栅的静冰压力传感测量系统,可实现对静冰压力的定点在线测量。通过测得冰层内部静冰压力和温度同时变化过程中的光纤光栅布拉格波长,经过温度补偿消除了静冰压力测量过程中温度的影响,利用压力与布拉格光栅中心波长的关系得到静冰压力的测量值。同时,利用混沌光源良好的互相关性,通过相关峰的位置,实现了对静冰压力的定点测量。本实验对-10℃~-5℃温度范围内,实验室条件下的模拟静冰压力进行了测量,对系统进行了温度补偿,温度补偿曲线线性拟合度为99.56%,有效地消除了交叉敏感,可满足实际工程应用中静冰压力的测量要求。     

瓯江二桥主桥墩局部冲刷试验研究

本文采用系列模型试验方法，对瓯江二桥主桥墩局部冲刷问题进行了研究。试验结果表明主桥墩最大冲刷深度与上游径流量及主桥墩轴线走向有关:对径流为百年一遇洪水流量，主桥墩轴线走向与水流流向一致时，其最大冲刷深度为11．69m；主桥墩纵轴线与流向夹角为20°时，最大冲刷深度为14．81m。试验得到施工围堰局部冲刷与流量的关系，得出最大冲刷深度，并提出围堰局部冲刷的防护措施。     

复杂波浪条件下海底管线冲刷深度实验研究

海底管线冲刷深度一直是该领域关注的焦点问题。现有的海底管线冲刷深度计算公式大多仅适用于单一波浪作用下且波浪方向垂直于管线,而在实际情况中,不同方向的波浪联合作用在管线引起管线冲刷。该文以秦皇岛海域实测多年波浪为依据,进行了不同管线铺设角度等复杂波浪条件下的冲刷实验。实验结果表明,在复杂波浪条件下,管线上下游压力差随着管线角度的增大而增大,导致冲刷深度的增大;现有管线相对冲刷深度的经验公式不能用来估算冲坑深度。并且通过对实验结果的回归分析,得到了复杂波浪条件下海底管线冲刷深度估算的经验公式。