浸水条件下有限土体土压力试验研究与数值分析

采用自主设计自动控制模型箱,开展了墙后有限宽度浸水无粘性土体在绕墙底转动、平动及绕墙顶转动3种位移模式下的主动土压力试验,并通过ABAQUS进行数值模拟,分析研究了墙后不同宽度土体的破坏形式及其土压力分布规律。研究结果表明,3种位移模式下,有限土体宽度较窄时破裂面被固定挡墙截断,随着填土宽度的增加破裂面开始延伸至填土表面,并最终稳定于库伦破裂面内侧。3种位移模式下的有限土体土压力分布均明显小于水土分算值,且随填土宽度的增加而逐渐接近水土分算理论值;绕墙底转动时土压力分布接近三角形分布,平动时土压力随土体宽度增加渐呈“勺型”分布,而绕墙顶转动时则呈“S”型分布规律。     

浸水条件下有限土体土压力试验研究与数值分析

采用自主设计自动控制模型箱,开展了墙后有限宽度浸水无粘性土体在绕墙底转动、平动及绕墙顶转动3种位移模式下的主动土压力试验,并通过ABAQUS进行数值模拟,分析研究了墙后不同宽度土体的破坏形式及其土压力分布规律。研究结果表明,3种位移模式下,有限土体宽度较窄时破裂面被固定挡墙截断,随着填土宽度的增加破裂面开始延伸至填土表面,并最终稳定于库伦破裂面内侧。3种位移模式下的有限土体土压力分布均明显小于水土分算值,且随填土宽度的增加而逐渐接近水土分算理论值;绕墙底转动时土压力分布接近三角形分布,平动时土压力随土体宽度增加渐呈"勺型"分布,而绕墙顶转动时则呈"S"型分布规律。     

一种新型楔形拉筋加筋土挡墙的原型观测

对南昆铁路广西田林站内一座新型钢筋混凝土楔形拉筋加筋土挡墙的拉筋拉力、填土沉降、墙面板土压力、面板水平位移以及施加列车荷载后的变化进行了原型观测。分析研究了拉筋拉力随填土厚度的增大而变化及其分布规律 ,墙面板土压力和水平位移、填土沉降量的时间变化和分布规律及其影响因素。     

某河道护岸工程加筋土挡墙的原型观测

通过对某河道护岸工程加筋土挡墙的筋带拉力、面板土压力、基底压力、填土分层沉降、面板水平位移以及潮位变化等进行施工期间的原型观测 ,分析并研究了筋带拉力、面板土压力和基底压力随填土厚度变化的规律 ,以及填土分层沉降、面板水平位移以及潮位变化的分布规律及其影响因素     

基于模型槽实验的位移土压力研究

文章对倾覆模式下挡土墙位移土的压力进行模型槽实验。通过埋置在模型槽内的土压力盒和自制的填土位移测量装置,测得填土的土压力和变形位移,分析出不同荷载下位移土压力的变化关系。     

层状粘性填土的主动土压力的理论研究与计算分析

基于水平层分析法,考虑墙后分层填土的滑动变形协调条件,建立了关于墙后分层粘性填土的挡土墙土压力强度、土压力合力和合力作用点的理论公式,并于朗肯理论公式进行了比较分析。另外,通过算例进行验证,得出墙后填料为两种粘性土时应采取的正确填筑方法。     

改进的绕墙趾转动主动状态土压力

墙背土压力分布与挡土墙的位移大小、位移模式以及平衡状态密切相关。针对绕墙底向外转动的刚性挡土墙,基于已有的土压力计算理论,结合由卸荷路径三轴试验所建立的填土内摩擦角与挡土墙位移间的关系,提出一种改进的考虑位移影响的主动状态土压力计算方法。分析表明:随着挡土墙位移的发展,墙背土压力由静止土压力逐步减小,当挡土墙位移达到临界值后,相应的墙背土压力均收敛到库仑主动土压力。填土内摩擦角发挥值的分布显著影响墙背土压力分布。非极限平衡状态时,墙背土压力大于库仑主动土压力。     

基于Rankine理论支挡结构主动土压力的近似分布

Rankine理论土压力的计算简单方便,常应用于实际工程的设计,但当填土较深时由于计算主动土压力值偏大而使支挡结构的设计不经济。在Rankine假设的基础上采用水平条分法推导了主动土压力的分布。以内摩擦角φ=15°为例,分析了忽略支挡结构与土体间摩擦时主动土压力系数沿填土深度的变化,得出了土压力呈非线性分布的原因。通过算例总结了砂性填土和粘性填土主动土压力的分布特点,提出了主动土压力近似分布图式,为支挡结构的设计提供一定的参考。     

粘性填土受拉区深度计算问题的探讨

以朗肯土压力理论为依据,对不同情况下粘性填土受拉区深度的计算进行对比分析,推导出确定粘性填土受拉区深度的计算公式。所给公式概念清楚,计算方便,可供工程设计参考。     

不同位移模式下衡重式路肩墙离心模型试验研究

以某山区公路旧路拓宽改造工程中新建的衡重式路肩挡土墙为原型,设计了墙体在平移(T)、绕墙趾转动(RB)、绕墙顶转动(RT)以及平移与绕墙趾转动复合形式(T+RB)4种位移模式的土工离心模型试验,讨论了挡墙位移模式对墙背土压力和路基填土变形的影响,分析了墙后不同深度土体进入主动状态的进程,试验表明:1位移模式对上墙土压力大小及分布形态基本无影响,但上墙浅层土体在挡墙位移与墙高比值小于0.3%~0.5%时,存在墙–土摩擦引起的土拱效应,使水平土压力系数增大;2由于衡重台的存在,对下墙距衡重台约1/3下墙高度范围的土压力有遮蔽作用,其结果是降低了土压力合力作用点位置;3位移模式对填土沉降有明显影响,在墙体位移最大值相同时,T位移模式的填土沉降明显大于RB和RT位移模式,而RT位移模式,衡重台向下偏转,促进了填土下沉,最终使其填土沉降大于相同位移面积的RB位移模式,也更容易使上墙出现第二破裂面。     

塑料排水板处理软基山体填筑施工监测分析

原地表沉降及边桩水平位移速率常作为路基施工中软土地基稳定性监测的控制指标.通过对上海某植物园塑料排水板(PVDs)处理后的软土地基在园林山体填筑过程中的监测数据进行分析,包括原地表沉降、边桩水平位移、边桩竖向位移、孔隙水压力、分层沉降以及深层水平位移,研究适用于园林山体填筑过程中稳定性控制指标及预警值.     

往复载荷作用下超大型载荷板现场试验研究

往复荷载作用下土体既产生弹性变形,同时又产生永久变形,这种累计的永久变形无疑是研究的重点,而关于往复荷载作用下土体变形特性的研究较少,鉴于此,笔者开展了往复载荷作用下超大型基础板沉降现场试验研究,通过对不同位置、不同深度土体中孔隙水压力、分层沉降和侧向位移的连续监测,研究土体中孔隙水压力、分层沉降和侧向位移对往复荷载的响应特征,得出了土体中孔隙水压力的增长和消散,以及分层沉降和侧向位移随载荷变化的规律,为工程设计的应用提供了依据。     

深基坑开挖侧向位移的有限元分析研究

在软土深基坑开挖的有限元模拟中,诸多因素影响着基坑开挖的侧向位移.本文在总结分析前人关于这些影响因素研究的基础上,重点指出：土体静止侧压力系数k0对正常固结和弱超固结软粘土基坑侧向位移有重要影响,并定性分析了k0对此土体条件下基坑侧向位移的影响,为其定量化研究奠定了基础.     

Coulomb模型下考虑墙体侧向位移的土压力计算

墙体侧向位移对土压力有显著影响。基于墙体位移-土压力关系是墙后土体应力应变特征的宏观体现这一基本认识,通过构建Coulomb土压力模型下的几何与平衡方程,将直剪试验中微观的土体单位长度剪切位移ε同剪应力τ关系转化成宏观上的墙体位移与土压力曲线,推导了极限位移可求、涵盖主动至被动状态全过程的墙体位移-土压力计算模型。分析表明：滑移区范围、初始应力状态及土体的ε-τ关系是影响墙体位移-土压力曲线的核心要素;相对于主动区,被动区范围对墙土摩擦作用更加敏感,导致静止与被动状态之间的位移-土压力关系受墙土摩擦影响更加显著;墙后土体初始应力状态对墙体位移的影响主要体现为静止土压力系数K₀,随着K₀的增大主动与被动状态下的墙体位移相应增加和减小;极限状态下墙体位移与工程经验吻合,理论模型能基本反映土压力随位移的变化规律。     

基于Rankine模型的墙体位移–土压力近似计算

墙体位移是影响土压力的核心要素。根据Rankine土压力模型,以试样在单剪试验中的剪切过程近似模拟墙后土体由静止进入极限状态的历程,构建土体剪应变与墙体位移在等极限应变条件下的几何方程和基于点应力状态的剪应力与土压力平衡方程,结合以双曲线表达且与几何方程相匹配的剪应变–剪应力理想非线弹塑性物理模型,建立综合反映土体变形与强度特性及初始应力状态影响的墙体位移–土压力函数关系,讨论极限状态下墙体位移的主要影响因素。分析表明:静止与被动(或主动)状态之间的墙体位移–土压力曲线是土体应力–应变特性的宏观体现,两者随变形的增加呈现出相似的变化规律;主动(或被动)状态下的墙体位移随土体极限剪应变、滑移区范围的增加而增大,随静止土压力系数的降低而减小(或增大);工程设计常用力学指标下的粗细粒土进入主动状态时,墙体位移与墙高之比为0.6‰~15.0‰,被动时为-0.5%~-5.9%,理论分析与相关文献模型试验结果吻合。     

特深圆形竖井土压力分布模式及影响因素研究

以上海深层隧道调蓄系统中的特深圆形竖井工程为背景,通过土工试验获得深层土的力学参数,然后利用数值模拟获得其土压力分布模式.在此基础上,分析了插入比、挡土墙刚度、竖井直径以及挡土墙厚度对土压力及侧向位移的影响.结果表明:当插入比大于0.18时,增加插入比对圆形竖井的侧移和土压力的影响不显著;弹性模量的降低量小于50％时,...     

Lateral displacement of soft ground under vacuum pressure and surcharge load

Surcharge load (e.g. embankment fill) will induce settlement and outward lateral displacement, while vacuum pressure will induce settlement and inward lateral displacement of a ground. Ideally, combination of surcharge load and vacuum pressure can reduce or minimize the lateral displacement. Laboratory large scale model (length: 1.50 m, width: ∼0.62 m, height: 0.85 m) tests and finite element analyses (FEA) were conducted to investigate the main influencing factors on lateral displacement of a soft clayey ground under the combination of vacuum pressure and surcharge load. For the conditions investigated, the results indicate that the outward lateral displacement increases with the increase of the ratio of surcharge load to vacuum pressure (RL) and the loading rate of the surcharge load (LR). Also, it is shown that for a given RL and LR condition, lateral displacement reduces with the increase of the initial undrained shear strength (S _u) of the ground. To predict the lateral displacement of a ground under the combination of surcharge load and vacuum pressure, the loading conditions in terms of RL and LR, and S _u value of the ground have to be considered.     

基于室内模型试验的锚拉式挡土墙力学特性研究

为了研究锚拉式挡土墙在非极限状态下土压力分布及墙体位移变化规律,从力学角度分析了锚拉式挡土墙的作用机理,并基于加筋原理揭示了设置锚杆具有提高墙背土体强度的作用。设计制作了室内模型试验装置,开展了一系列不同预应力水平、不同竖向荷载及二者耦合作用的室内试验。通过分析试验数据,得到了不同影响因素下的土压力合力变化规律及合力作用点位置。结果表明:锚拉式挡土墙由于锚杆的侧向约束作用,墙背土压力峰值出现在锚杆位置处; 分级施加竖向荷载,墙身呈现底部位移略大的平动模式(T模式)外倾; 分级施加锚杆预应力,墙身呈现底部位移略大的向外平动位移模式(T模式); 二者耦合作用下,墙体呈平动叠加绕墙底转动模式(T+RB模式)内倾,但位移量较小; 墙背土压力在预应力、竖向荷载及二者耦合作用下均介于静止土压力与被动土压力之间; 所得结论对工程实践具有指导意义。     

基于土拱效应的墙背非极限主动土压力

根据平移模式下的微元滑裂体水平面上的剪力为零的条件和土拱效应,获得受填土内摩擦角和墙土摩擦角影响的非极限滑裂面倾角和非极限主动土压力系数,其中,非极限填土内摩擦角和墙土摩擦角是墙体位移的函数。根据非极限水平微元滑裂体的静力平衡,得到平移模式下考虑土拱效应和位移影响的非极限主动土压力计算式。参数影响分析表明:非极限滑裂面倾角和非极限主动土压力系数均随非极限墙土摩擦角的增大而增大;非极限主动土压力系数和非极限主动土压力均随侧向位移比的增大而减小;非极限主动土压力分别随着非极限填土内摩擦角、非极限墙土摩擦角的增大而减小。理论值及试验值的对比结果显示:相较于其他方法,本文方法的非极限主动土压力理论值与试验值吻合更好。     

设置EPS柔性垫层的刚性挡土墙土压力研究

建立有限差分数值模型对设置EPS(发泡聚苯乙烯)柔性垫层的刚性挡土墙的土压力进行研究,分别对挡土墙后填土的静止、主动及被动三种位移状态进行了研究,并对不同挡土墙位移时EPS垫层减小土压力的效果进行了分析。研究结果表明:EPS对主动状态所需要的位移影响较小。静止–主动状态时,EPS减小土压力的效果随着位移的增大而减弱;静止–被动状态时,EPS减小土压力的效果随着位移的增大先增强后减弱。