考虑位移影响的Rankine土压力模型及有限元计算分析

在总结归纳土压力随变形发展规律研究现状的基础上,给出了一种新的考虑位移影响的土压力计算模型。提出被动区土压力计算修正系数η的取值范围;并提出计算中等代内摩擦角φD按抗剪强度相等原理分层计算土压力的方法。最后编制有限元程序进行计算和分析,计算结果表明:主动侧土压力计算值介于静止土压力与Rankine主动土压力之间,被动侧土压力小于Rankine被动土压力,并随变形的减小趋向于静止土压力。     

关于“改进的库尔曼图解法及其在土压力计算中的应用”的讨论

 库尔曼图解法是一种遵循库伦土压力理论的原理、以图解方式确定土压力的方法。这种方法的优点是能用于地面不规则和填土面有荷载的情况(在这些情况下库伦土压力公式不适用),这种方法的缺点是计算和作图工作量大、精度较差。因此,当计算情况在库伦土压力公式适用范围内时,计算者考虑采用库伦土压力公式计算土压力而不会考虑采用库尔曼公式;只有当计算情况不在库伦土压力公式适用范围内时,计算者才会考虑采用库尔曼图解法。显然,在不减小库尔曼图解法适用范围的条件下,我们欢迎各种旨在减小计算和作图工作量、提高精度的改进库尔曼图解法的探索。《岩土工程学报》2003年第2期刊登的“改进的库尔曼图解法及其在土压力计算中的应用”一文     

上埋式管道及洞室垂直土压力的研究

关于上埋式管道及洞室垂直土压力的计算,我国基本上沿用苏、美一些理论公式,种类繁多,计算结果出入很大。根据笔者对303座填土较高的管道调查的结果,由于土压力计算值偏小,导致管道纵向开裂者,达44.5％;而计算值偏大,造成浪费的占少数。在此基础上,分析了管道开裂的规律,探讨了各种公式的问题所在,进而根据室内模型试验结果,提出了减荷措施和用管顶沉降差δ来概括土压力的各种影响因素之见解,并就采取减荷措施与否的±δ两种情况,分别提出了土压力的计算公式。近几年,通过现场实测资料验证了公式的正确性。本文着重介绍模型试验结果和土压力计算公式,其余仅作扼要说明。     

土钉支护中土压力计算

土钉墙柔性面层结构上承受的土压力既不符合传统土压力理论计算适用条件,也没有现有理论可以求解,目前大多根据工程经验确定。基于土钉技术可充分发挥土体自稳性的特点,将上限理论推导出的计算式与实测数据结合起来,得到一土压力计算方法,并应用于一复合土钉墙实例。计算土压力与实测数据相符。分析结果认为,当开挖深度超过土体的自稳高度后,土钉结构上一定承受土压力,其大小与开挖深度、坡角、土层性质、支护结构布置相关。该方法适用于土钉墙、复合土钉墙土压力计算。     

岩石地基拱座基底应力及稳定性计算

对于拱座基础置于完整且受力较好的岩石地基内,设计手册计算方法仅考虑拱座后背土压力时,未考虑拱座背面岩石地基可靠支撑作用,往往导致拱座基底应力计算结果偏大,基础尺寸设计过大,结构设计过于保守,造成工程浪费。根据刚性基础整体变形一致条件和温克尔假定,并通过有限元对比计算,得出岩石地基拱座基底应力及稳定性计算方法,其结论可为该类型的拱座基础的设计提供借鉴和参考。     

考虑土拱效应的土压力理论在桩锚支护受力分析中的应用

基坑支护结构上实测的内力常常远比按经典土压力理论计算的要小,针对这一问题考虑土拱效应对桩锚支护结构土压力的影响,应用Handy提出的土压力计算原理来分析桩锚支护结构的土压力。计算结果表明:桩侧土压力与经典土压力分布不同,与实测结果比较相符;对于砂卵石地层桩锚式支护结构,用考虑土拱效应的土压力计算模型比较合适。     

填土表面有均布荷载的土压力计算

古典朗肯、库仑土压力理论,解决了土压力计算的一般问题,但在实际工程设计中,许多情况就不能用经典土压力理论计算。介绍填土表面有均布荷载土压力计算方法,并提出了改进和建议方法。     

疏排桩-土钉墙支护技术土压力特性研究与计算

本文深入探讨了疏排桩-土钉墙这一新的基坑支护方法,重点研究了疏排桩-土钉墙支护结构的土压力问题。文章首先分析了影响支护结构后土压力分布的主要因素。研究了主动土压力滑移面的形状、拱的传力路径,并以此对桩后土体进行分区。本文论述了疏排桩-土钉墙支护结构后土压力传递的必要条件,建立了土压力的计算模型,推导了土压力作用的计算公式,并结合工程实例阐述了土压力的计算过程。最后将计算结果与实测值进行了拟合,验证本土压力计算模型的合理性。     

城市人行地道竖向土压力荷载的计算方法探讨

针对城市人行地道设计中土压力计算方法过于保守的问题,提出了基于压力差的太沙基土压力公式修正方法,并与全土柱法、太沙基公式、比尔鲍曼公式计算结果进行了对比。结果表明,修正后的太沙基土压力公式计算较为安全、合理。另外,对4种土压力公式计算结果与地道土压力实测值进行了比较,发现在软黏土地层,不论地道埋深大小,竖向土压力可按全土柱法计算;在砂性土和硬质黏土层,当覆土厚度小于地道跨度时,可采用全土柱法,反之则采用修正后的太沙基公式计算土压力较为合理。     

用蒙特卡罗法确定土压力的概率分布

一、前言在房屋建筑、水利工程、铁路及桥梁工程的设计中都离不开土压力的计算。例如:支撑建筑物周围填土的去护结构,地下室侧墙、桥台等等的设计计算。土压力是土因自重或外荷载作用下产生的对挡土结构的侧向压力,它是挡土结构的主要外荷载。设计挡土结构首先要确定土压力的性质、大小和作用点。     

挡土墙土压力非线性分布的计算方法研究

基于数学方法对斜单元体进行力和力矩的平衡分析, 得到了墙背粗糙且填土坡面倾斜情况下的土压力解析解, 并进一步分析了填土坡面倾角对土压力的影响。对比分析表明: 经典朗肯土压力理论可看作是解析解在墙背光滑、填土坡面水平情况下的特例; 在填土内摩擦角一定时, 挡土墙墙后滑动楔体的极限破裂角随着填土坡面倾角或墙土之间摩擦角的增大而减小。基于解析解得到的土压力分布呈现明显的非线性特征, 且在填土面水平情况下挡土墙墙脚处的土压力为0, 这与实测数据取得了很好的一致。分析还表明, 随着填土坡面倾角的增大, 墙脚处的土压     

刚性挡土墙平移时的土压力计算模型

用指数函数描述了在挡土墙平移时作用于挡土结构上的土压力与墙体位移之间的相互关系,建立了不同位移情况下挡土结构处于非极限状态时,挡土墙墙后土体施加于挡土墙上的土压力计算模型,从而促进土压力的研究。     

挡墙土压力及其分布影响因素的研究

利用依托工程完整的挡墙温度、位移和土压力观测资料研究了挡墙土压力及其分布的影响因素,首先利用实测资料反演分析确定了计算参数,继而进行挡墙温度应力仿真分析,研究了挡墙所支挡的堆石体高度、挡墙位移和气温对挡墙土压力及其分布的影响,指出在挡墙所支挡的土石体作用基本不变的情况下,气温是影响挡墙土压力分布的重要因素,进一步揭示了挡墙的工作机理和挡墙土压力周期性变化的原因。     

悬锚式挡土墙墙后土压力特征有限元分析

为了研究拉杆和锚定板对挡墙土压力的影响,利用有限元软件对悬锚式挡土墙进行计算,分析挡墙的土压力分布和水平位移的变化情况。结果表明墙后土压力在挡墙底部有减小趋势,随挡墙高度大致线性增加,锚定板和拉杆的布置越多,水平位移控制的越好。计算结果可为后续施工提供理论基础。     

土工袋柔性挡墙位移模式及土压力研究

用土工袋构筑而成的挡土墙具有一定的柔性, 在墙后土压力作用下,墙体能够发生一定的变形, 墙后土压力分布及大小与刚性挡土墙大不相同。设计并进行了土工袋柔性挡土墙模型试验,通过试验观测了墙体的位移模式和墙后填土的破坏模式,研究了土压力沿墙体高度方向及墙体水平方向的分布;运用水平微分单元法推导了主动平衡状态下土工袋柔性挡土墙土压力的计算公式,土压力理论计算值与模型试验实测值基本吻合;进行了模型试验用土工袋层间摩擦试验,建立了土压力与土工袋层间摩擦力的平衡关系式,分析了土压力沿土工袋墙体水平方向的传递规律。     

Experimental study on seismic response of soilbags-built retaining wall

The seismic performance of soilbags-built retaining wall model was studied experimentally. A series of small-scale shaking table tests with the input of different amplitude sinusoidal waves and a large-scale shaking table test in a designed laminar shear box with the input of the Wenchuan earthquake wave were carried out on soilbags' retaining wall models. For comparison, the small-scale shaking table tests were also conducted on horizontally reinforced retaining wall models. The horizontal acceleration responses, the Fourier spectra, the dynamic earth pressure and the lateral displacements of soilbags' retaining wall models were investigated in shaking table tests. The results show that the seismic response of the soilbags' retaining wall is equivalent to or even slightly better than that of the horizontally reinforced retaining wall. The fundamental frequency and the Fourier spectral characteristics of the soilbags’ retaining wall are similar to those of backfill sands. The dynamic earth pressure of the wall model fluctuates almost synchronously with the input Wenchuan wave and no residual earth pressure is induced by the seismic loading. The permanent lateral displacements are small when subjected to multiple shakings, providing a proof that the retaining wall of soilbags has a good seismic performance.     

关于加筋土挡土墙的拉筋设计计算的思考

通过加筋土挡土墙的一般设计计算方法所得的土压力与重力式挡土墙的土压力对比,指出其不合理的地方,提出了设计中应考虑的因素,以期促进加筋土挡土墙理论的研究。     

考虑土拱效应的挡土墙空间土压力研究

 研究表明土拱效应是影响挡土墙土压力分布的一个重要因素,但目前关于空间条件下考虑土拱效应的挡土墙土压力研究还很少。通过将土拱效应原理引入顾慰慈等建立的空间土压力计算模型建立了考虑土拱效应的空间土压力计算模型,并将该模型划分为I、II、III、IV四个区域,通过在各个区域内取水平微分单元体,建立各微分单元体的水平和竖向静力平衡方程,推导出了各区相应的挡土墙空间主动土压力计算公式,该公式可以计算出墙背任意位置的主动土压力;并提出了空间土压力合力及其合力作用点的计算方法。通过算例计算可以直观的看出挡土墙后主动土压力的空间分布,由此可以看出,当空间效应存在时考虑土拱效应的挡土墙主动土压力沿墙长的分布与平面应变条件时有很大的不同,此时挡土墙两端附近区域的主动土压力远小于平面应变条件下计算出的主动土压力,同时可以看出考虑空间效应的挡土墙主动土压力合力作用点要比平面应变条件下的位置要高,挡土墙长高比B/H越小空间效应对主动土压力沿墙长的分布和主动土压力合力作用点位置的影响越大。     

砂土潮湿状态下悬臂式挡土墙RBT模型试验

鉴于悬臂式挡土墙在实际运营过程中受外界因素影响多呈现为挡土墙平移和绕墙底转动的组合位移（RBT）变形模式,且墙背填料经常处于潮湿状态,经典土压力理论不能合理反映其实际受力状态。为了揭示土体潮湿状态及RBT模式下悬臂式挡土墙墙后土压力分布规律,设计制作了基于RBT模式的悬臂式挡土墙模型试验装置,并开展了不同RBT转动位移量下的模型试验,得到了RBT模式下悬臂式挡土墙墙后土压力分布规律,并与现有理论对比,验证了试验结果的可靠性。依据测试结果,进行了理论公式验证。结果表明:对悬臂式挡土墙施加向外转动位移时,由于潮湿砂土存在较为明显的假性黏聚力,墙背土压力随墙体转动位移的增大而呈现较为明显的先减小后增大的趋势;随着转角增大,水平土压力减小,且下部土体减小趋势较缓,墙体中部位置水平土压力计算值大于实测值。     

斜山坡地多层砖混住宅建筑下翻砖砌挡土墙设计方法探讨

对斜山坡地多层砖混住宅建筑下部砖砌挡土墙进行分析探讨,提出了该类挡土墙的土压力宜按静止土压力计算,并根据该类砖砌挡土墙的受力特点对其计算简图进行适当简北,推导出相应的计算公式。并结合工程设计实例,用本文提出的方法对斜山坡地多层砖混住宅建筑下的砖砌挡土墙进行设计。应用结果表明,这种挡土墙的设计方法是行之有效的。