不同土压力计算方法对基坑支护稳定计算的影响分析

分析2012年颁布实施的与1999年实施的《建筑基坑支护技术规程》中不同土压力计算方法对基坑支护设计的影响.选用某工程实例,对不同土压力分布下,支护桩的弯矩、剪力、位移及整体抗倾覆安全系数进行计算和分析比较.然后采用Monte Carlo可靠度方法分析两种不同土压力分布作用下,支护结构的抗倾覆稳定性.利用Matlab语言编写计算程序,分析土压力计算方法的改变对基坑支护可靠度的影响.计算结果表明:土压力按三角形分布计算出的抗倾覆稳定系数减小较大,但两种方法计算的可靠度相差很小,说明采用新规范的计算方法在保证了基本稳定性的同时,对工程安全性提出了更高的要求.     

护坡板桩内力计算方法的探讨

等值梁法、弹性线法和弹性支点法，是工程中目前最常用的支护结构内力计算方法，并被用来对护坡桩进行内力分析．三种方法的计算结果有时彼此差别很大，而计算结果的正确性正是实际工程经济和安全的关键．在对三种方法理论分析的基础上，对计算结果进行了分析比较，弹性线法和等值梁法无法考虑桩的刚度、支撑点位移及被动土的抗力参数对计算结果的影响，仅适合一定刚度范围内的护坡桩的内力计算。     

基坑支护结构的实用计算方法及其应用

针对弹性地基反力法中没有考虑地基土的水平基床系数随围护墙水平位移而变化的问题,根据基坑工程中土抗力与支护结构位移之间的非线性共同作用,建立了一个非线性土抗力模型.基于此模型提出一个考虑土一基坑支护结构非线性共同作用的弹性地基反力法.在该方法中,采用以解除围护墙前侧向土压力的方法模拟基坑开挖作用,并考虑了由于开挖而产生的墙前土体弹簧刚度软化以及由此引起的应力重分布和附加变形.编制计算程序并分析了基坑工程实例中各工况支护结构的受力与变形.计算结果表明,按提出的分析方法计算的围护墙体位移比按现行规程设计方法计算的更接近实测结果,且计算参数的确定较为方便.     

基坑支护桩永久存在对地下室外墙土压力分布的影响

为研究地下室外墙土压力分布状态与基坑支护桩的关系,探究支护结构和地下主体结构在永久工况下的相互作用机理,借助Plaxis-3D有限元软件对采用桩锚支护的某基坑工程进行全工况的有限元模拟,发现支护桩的存在对地下室外墙土压力分布有明显的影响:土压力沿深度方向先增大后减小,呈弧线形分布;地下室外墙最大内力明显减小,挡土能力显著增强。通过对多个工程的模拟结果进行拟合得到地下室外侧土压力分布曲线,对该曲线简化后进行地下室外墙内力的计算分析。计算结果证实,按简化曲线计算所得地下室外墙内力与模拟值较为吻合,即该简化曲线在济南市工程地质条件下具有较好的适用性,可为支护桩存在条件下的地下室外墙设计提供参照。     

基坑支护桩非极限准主动土压力计算研究

目前基坑支护桩土压力计算多数是运用经典土压力理论或者规范经验法计算,而这些方法大多是基于极限平衡状态推导出来的,这与基坑工程非极限状态土体有明显差异。为此,在他人已有研究成果的基础上,运用水平层分析法并结合合理的假设,推导出介于初始状态与极限状态间的非极限状态的准主动土压力计算公式,从而改进了水平层分析法。经基坑工程实例分析表明,由此得出的准主动土压力与工程实测土压力基本相符,且较朗肯主动土压力法、水平分层分析法计算结果偏大,但小于静止土压力法的值,这符合非极限状态土压力规律;同时也说明本文假设的合理性及准主动土压力计算公式的正确性。     

考虑渗流效应下基坑水土压力计算的新方法

用经典的土力学理论计算基坑支护结构上的水土压力时,由于没有考虑地下水渗流对基坑土压力的影响,造成计算所得数值和实测值相差较大，针对该原因,提出了同时考虑作用在水体上的黏滞力和作用在土体上的渗透力，建立微分平衡方程,求解得到计算新公式,它不但能够解释 “水土分算”的微观机理，而且证明了渗透力和黏滞力是分别作用在土体和水体上的一对作用力和反作用力,得到黏滞力和静孔隙水压力与土中的水的重力是一对平衡力的重要结论.通过算例计算表明，计算结果比较接近实测量.该方法对均质成层基坑工程，边坡工程均适用.     

考虑开挖反弹的桩锚结构土压力计算方法研究

桩锚支护结构中,土压力的计算未考虑支护结构位移及坑底土体的卸载反弹影响,可导致主动区土压力计算值偏小,被动区土压力计算值偏大,降低支护结构的安全度水平.以弹性长桩理论和经典土压力理论为基础,考虑施工过程坑底土体开挖反弹效应和土的短期应力历史,研究桩锚支护结构土压力的演化进程和计算方法,提出了土压力的"反零点分布"模式、"零分布"模式、"零点分布"模式、"梯形分布"模式以及"矩形分布"模式之间的相关关系及其影响因素和演化机制.指出桩锚支护结构土压力的计算应综合考虑开挖速度、各工况暴露时间以及土体反弹特性的影响.     

h型抗滑桩的受力特性及优化设计

在综合分析抗滑桩受力特点,归纳总结多个工程经验的基础上,提出了h型抗滑桩的三种土压力模式;基于ANSYS软件建立有限元模型,分析矩形、三角形和梯形等三种土压力作用下h型桩的内力分布特点,同时考虑桩前滑体被动土压力作用对h型抗滑桩内力分布的影响;利用桩顶位移与桩体最大弯矩双控指标对h型抗滑桩的几何参数进行了优化. 结果表明:对于矩形截面h型桩,当前后桩间距取2.5～5倍桩截面宽度,连梁高度为1～2倍桩截面宽度,连梁刚度为桩身刚度的4～5倍时,桩身受力最为合理.     

弹性地基梁两种内力计算方法比较

弹性地基梁内力计算的关键在于确定地基反力，目前常用的两种内力计算方法中，由于拟定的地基反力分布曲线不同，因而内力计算结果是有差别的，计算结果对比表明，链杆法计算比较精确。     

排桩支护内力试验研究

通过对邯郸某深基坑桩锚式支护结构桩身内力的计算与现场实测,研究分析了深基坑开挖过程中桩身钢筋应力及弯矩的分布和变化规律.在开挖过程中,桩身内力随开挖深度的增大而增加.桩身钢筋应力与基坑的暴露时间、桩体位移及预应力锚杆的施加等因素有关.在桩身内力实测结果和理论计算结果对比分析的基础上,得出在桩锚支护设计中使用弹性法比经典法更加合理,从而为桩锚支护结构设计提供了依据.     

软粘土地区深基坑设计中水土压力计算分析

近年来,随着城市高层建筑的发展,深基坑工程的数量迅速增多,规模也不断扩大,在软土地基、高水位地区的深基坑工程方面越来越受到人们的重视.然而,目前对深基坑,特别是对超深基坑的支护理论及设计方法都还存在着认识上的不足.其中,土压力问题就是基坑设计中十分关键而又存在争议     

压力容器的有限元分析及优化设计

针对传统设计中压力容器的材料浪费问题,提出基于有限元分析的压力容器的优化设计方法．该方法首先利用有限元法对压力容器进行分析并提取分析结果中的相关参数,然后利用优化设计方法进行定量计算,最终得到既满足性能指标又满足设计指标的设计参数．实际结果表明,基于有限元分析的优化设计方法,在工程实际应用中可有效发挥作用．     

路堤下盖板涵的竖向土压力分布

由于盖板在填土压力作用下发生挠曲变形,针对盖板涵对竖向土压力分布的影响,推导了盖板涵竖向土压力分布计算公式.假设盖板发生弹性挠曲变形,填土服从Winkler弹性地基条件,对盖板上修正的Marston填土涵洞竖向土压力分布进行了分析.结果表明,该修正公式考虑了盖板涵内外土柱差异沉降的应力集中效应,可计算由于盖板挠曲变形而引起的土压力重分布.通过对鹤大高速公路某盖板涵进行现场测试以及有限元数值模拟分析,结果显示盖板涵土压力的分布特点与本文理论分析相一致,且理论公式计算结果值与现场实测值吻合较好.     

渗流作用下水库土坝稳定性的有限元分析

本文运用有限元法原理,采用弃单元法,利用ANSYS软件中热分析模块模拟水库土坝的渗流场。结合实际工程算例,分析了稳定渗流条件下土坝的浸润面和渗透水压力,并运用强度折减理论,分析了土坝的位移场和稳定系数。分析计算表明：当出现渗流时,土坝边坡的稳定系数降低,同时也为坝底管涌提供了可能的条件,故工程中应做好土坝边坡坡面的防护和防渗措施。     

土压力计算中几个问题的探讨

针对土压力计算中传统土压力计算方法的适用性问题、考虑墙体位移的土压力计算问题、不同墙体变位模式下土压力计算问题和水土压力的分算与合算问题，进行了详细的分析与探讨．指出基于极限平衡理论的传统土压力理论与实际出入较大，而现有的考虑墙体位移的土压力计算模型，实质是对主动和被动土压力的非线性插值，是对传统土压力理论的修正；条带平衡法能够导出土压力沿墙背的分布解，与考虑墙体位移的土压力模型结合，可综合考虑墙体变位模式与墙体位移对土压力的影响．关于基坑支护结构上的水土压力，对于沙土可采用水土分算法；对于黏性土，宜采用经以塑性指数与液性指数有关的系数修正的混合算法，从而避免出现夸大或低估静水压力的现象。     

双排桩支护结构变形特点与土压力有限元分析

论述了双排桩支护结构设计的基奉理论、简化模型及内力计算方法;运用有限元建立平面应变模型分析双排桩支护结构,对双排桩支护结构所受土压力取值进行了分析与修正。研究表明,双排桩具有较大的侧向刚度,可有效限制围护结构的侧向变形,应将桩顶与连梁做成刚性连接,以保证有效发挥双排桩的支护效果。基坑开挖面以上桩身所受主动土压力与理论主动土压力值相近,开挖面以下桩身所受土压力介于理论主动土压力与静止土压力之间,并随着深度的增加,愈来愈接近静止土压力值。前、后排桩所受的被动土压力与理论被动土压力值相差较大,后排桩被动土压力值接近静止土压力。     

墙背土压力非线性分布对抗倾覆稳定性的影响

现行《公路路基设计规范》对挡土墙抗倾覆稳定性的设计是假定土压力分布为线性分布下进行的,没有考虑墙背实际土压力的非线性分布较假定的线性分布合力作用点高度有所提高的影响．按现行规范计算出的抗倾覆稳定性系数大于实际值。档土墙抗倾覆稳定性设计达不到期望的安全储备．通过力学分析,导出了土压力非线性分布下舍力作用点高度的计算式和抗倾覆稳定系数的计算式,建立了档土墙抗倾覆稳定性设计的新方法．在与现行规范法对比的基础上,建议在工程实践中采用新方法对档土墙的抗倾覆稳定性设计进行复核,并在必要时进行调整．     

考虑支护结构作用的地下管廊真实受力模型

为了研究桩撑支护体系对管廊结构受力的影响,以济南市某地下综合管廊工程为例,通过Plaxis 3D有限元软件对该工程进行全过程模拟,发现桩撑支护结构下地下管廊侧板受力呈三段式分布:先增大后减小再增大,明显小于静止土压力,管廊侧板内力小于传统方法。改变廊顶覆土厚度,根据模拟结果拟合得到管廊侧板受力的分布曲线及其简化曲线,同时证明不同覆土厚度下回填土体土压力均为三段式分布,且各段始末位置与覆土厚度有定量关系。计算结果证实,按简化曲线计算所得管廊侧板内力与模拟值较为吻合,即该简化曲线有较好的适用性。按照简化曲线计算管廊侧板荷载,设计得到的管廊结构更加符合实际,更加经济合理。     

地震作用下挡土墙主动土压力分布

在滑动楔体上沿竖向取水平薄层作为微分单元体,通过作用在单元体上的水平力、竖向力及地震力,建立挡土墙主动土压力基本方程,结合滑楔体力矩平衡条件,得到对应不同地震系数的侧压力系数,将其用于水平微分单元法,得到了地震荷载作用下挡土墙主动土压力理论公式.分析地震系数对土侧压力系数和土压力的影响,结果表明,土侧压力系数随水平地震系数增加而增大;当竖向地震系数小于零时,土侧压力系数随竖向地震系数增大而减小,当竖向地震系数大于零时,土侧压力系数随竖向地震系数增大而增大;随着竖向地震系数的增大,水平土压力强度最大值逐渐减小,随着水平地震系数的增大,水平土压力强度最大值先递减后增大;随着竖向及水平地震系数的增大,水平土压力最大值位置向墙顶方向移动,靠近墙底处土压力强度相对减小,靠近墙顶处土压力强度相对增大.