顶管工程中矩形沉井土抗力计算方法探讨

顶管施工中,顶管工作井后背的稳定与变形控制是顶管工作的重要关键之一。分析了矩形沉井工作井的受力性状,对矩形沉井后背土抗力分布形式进行了探讨,提出了呈梯形分布的后背竖向土抗力分布形式,并根据沉井的整体受力平衡求得沉井工作井允许的最大土抗力和顶力计算公式。通过算例,采用水土合算得到的允许顶力与实测最大顶力非常接近,符合实际情况。     

绕墙底向外转动刚性挡土墙的土压力计算

针对绕墙底向外转动的刚性挡土墙，提出了一种简单可行的土压力计算方法。根据墙后土体的渐进破坏机理，建立了填土内摩擦角及墙土接触面上外摩擦角的发挥与土体位移的非线性关系，其中土体初始内摩擦角根据初始应力条件确定。采用改进的库仑主动土压力公式计算各转角下的土压力分布，得到了土压力合力大小及合力作用点的计算公式。算例分析表明，在不同转角下土压力强度、合力大小以及作用点的计算值与实测值接近，表明该计算方法可用于绕墙底向外转动位移模式下挡土墙的设计及验算。     

考虑平动位移效应的刚性挡土墙土压力理论

针对平动模式下的刚性挡土墙,研究了考虑平动位移效应的非极限状态土压力计算理论.考虑墙体平动位移对墙后填土内摩擦角及墙土接触面上外摩擦角的影响,建立了内外摩擦角与位移之间的关系公式.对平动未达到极限位移的挡土墙,结合位移与摩擦角之间的关系,分析了最不利情况下墙后土楔的受力情况,得到考虑位移效应的非极限状态土压力计算公式.通过比较,发现理论公式计算结果与模型试验结果较吻合.     

顶管工程中圆形沉井土体反力计算方法的研究

对现有的圆形沉井土体反力的计算方法进行分析,假定圆形沉井产生整体位移,采用考虑位移的土压力计算方法计算后座井壁环向土体反力,竖向土体反力按朗肯被动土压力理论计算.考虑了井底摩阻力、井侧壁摩阻力和前壁主动土压力的作用,根据圆形沉井的整体受力平衡,得出其最大土体反力和允许顶力的计算公式.算例分析表明,在黏性土中采用水土压力分算和合算得到的圆形沉井最大土体反力差别很大.与其他方法相比,采用水土合算得到的允许顶力与实测最大顶力非常接近,更符合实际情况.