高填黄土明洞土拱效应及土压力减载模型分析

通过室内模型试验研究高填方明洞土压力随填土高度的变化规律以及高填方明洞的拱效应,并比较以松散土体或EPS板做为变形层的减载效果及有无边坡对土压力的影响。试验结果表明:当填土达到一定高度后,明洞上方将产生土拱效应,拱顶部分土压力将由拱脚附近土体分担,由于土拱效应的不稳定性,使拱顶土压力随填土高度呈非线性规律变化,采用EPS板做为变形层的加筋减载效果优于松散土体,拱脚土压力受边界条件的影响较大。根据加筋减载原理和模型试验结果,建立了加筋减载力学计算模型,利用朗肯土压力理论,提出采取设置变形层和铺设土工格栅减载措施的高填方明洞顶的非线性土压力计算公式。通过现场试验证明土工格栅减载效果的有效性、耐久性以及本文计算方法的正确性,这对高填方明洞以及土工格栅减载结构的设计施工具有参考价值。     

隧道高回填路堑式明洞土拱效应下竖向土压力

基于60°和80°2种边坡坡角条件,借助于有限元软件Midas-GTS NX分析了明洞土压力集中系数随填土高度的变化规律.结果表明:当覆土层厚度较大时,明洞上方形成土拱效应;明洞土压力随覆土高度的增加而增大;明洞土应力值小于上部填土自重应力,土压力集中系数逐渐减小;且土拱效应随坡角的增加而增加;当坡角较小时,明洞土压力...     

加筋减载涵洞的涵顶土压力计算

在涵洞－填土－地基共同工作机理基础上,分析了加筋减载法的减载机理。通过理论分析建立了加筋减载涵洞的力学计算模型,推导了格栅所受土压力的计算公式。考虑格栅下部填料的支撑作用,对格栅受力与变形进行分析,推导了格栅在填土荷载作用下的挠度计算式,进而对涵顶松散填料进行受力分析,得到了涵顶土压力的计算表达式。 并与有限元计算结果和文献中现场测试结果进行了对比,结果与有限元结果及现场测试结果较为接近,尤其是在填方较高时此方法计算结果更加准确。 最后,依据此理论计算方法,对涵顶填土高度、松散填料模量、格栅刚度等影响涵顶压力的主要影响因素进行了参数分析。     

减载条件下刚性涵洞土压力计算方法

目前减载条件下刚性涵洞的土压力计算理论未能关注侧墙摩擦力的作用和涵洞基底的受力状态,针对这一问题提出了减载条件下涵-土体系荷载传递模型,以曾国熙的填埋式结构物土压力计算方法为出发点推得减载条件下涵洞土压力的计算式,利用模型试验和数值模拟对该计算方法的正确性进行了验证,并将基底压力与非减载条件下基底压力的数值模拟结果进行...     

高填黄土明洞卸载结构土压力模型试验和数值模拟分析

通过模型试验,研究了高填黄土明洞不同卸载结构的土压力、土体位移随填土高度的变化规律。试验结果表明,边坡的摩擦上提作用、低压实土产生的土拱效应以及土工格栅变形后的“提兜”作用均能够引起明洞洞顶土压力的减小,其中,低压实土+土工格栅卸载结构卸载率最大;卸载结构不同,明洞顶平面土压力分布规律不同,SY0和SY1在1倍明洞宽度范围内的土压力近似为梯形分布,大于1倍明洞宽度的土压力基本保持不变,近似为均匀分布, SY2~SY5明洞中轴线到0.75倍明洞宽度处,土压力基本保持一致,大于0.75倍明洞宽度的土压力呈先增大后减小的趋势。随后对试验过程进行了数值模拟分析,两者结果较为吻合。最后探讨了土拱效应形成机理,从而为高填明洞土压力卸载技术的进一步研究提供科学依据。     

台阶格栅加筋土墙土压力的模型试验研究

 为研究多级台阶式格栅加筋墙的工作机制和力学特性,在室内修建一个长8.0 m,宽3.0 m,高4.5 m的模型槽。在模型槽中对3.0 m×1.5 m的3级台阶格栅加筋土挡墙和2种格栅网格尺寸进行系列模型试验。测试格栅加筋土挡墙面板后的土压力、加筋体后土压力、加筋土各分层土压力及地基应力等。试验发现加筋体内各点的土压力与传统的土压力理论计算值不一致,土压力分布与基础条件及加筋体高度密切相关;加筋体基础的位移对加筋体的力学特性影响较大,它会引起加筋土体内应力的重分配,即当位移较大时挡墙地基应力呈现V型分布,较小时按斜线分布;面板后侧竖向和侧向土压力沿墙高均呈现顶部和底部小中间大的外凸型分布,加筋体后土压力亦有同样的趋势,只是外凸程度较小;加筋体内力学特性变化与格栅网格尺寸也有一定关联。     

考虑土拱效应的黏性填土挡土墙主动土压力研究

 以墙后填土为黏性土的刚性挡土墙为研究对象,考虑挡土墙后的土拱效应,以及墙土摩擦角、墙土黏结力、墙后填土黏聚力的影响,推导挡土墙在平动模式下的主动土压力系数和主动土压力解析解。结果表明,考虑土拱效应的主动土压力系数和主动土压力均与墙土摩擦角、计算点深度以及墙后填土的内摩擦角、黏聚力及重度有关。通过将求解的主动土压力系数和主动土压力与现有经典理论解及前人理论研究成果对比,发现结果完全吻合,验证该研究结果的正确性。     

基于土拱效应的基坑桩间土压力及拱效应存在形式分析

在基坑工程的开挖工程中，存在着土拱效应。分析了桩土间的土压力情况，提出了初步见解。同时，分析了基坑工程的几种拱效应的存在形式。     

基于高填土涵洞相似材料模型的土压力研究

以相似指标为指导,通过涵洞、填土材料全过程相似的模型试验和数值模拟,研究高填土涵洞的土压力分布.通过逐层填土、分级加载完成四组试验工况下相似材料模型试验.同时采用模型试验参数进行有限元数值模拟分析.两种方法互相印证,得出涵洞顶部、侧面的土压力分布是由卸荷拱效应和沉降差产生的附加应力共同起作用决定的.同时分析了填土材料、地基条件对土压力分布的影响.对正确计算高填土涵洞土压力具有参考意义.     

高填方涵洞减荷中的土拱效应分析

通过在涵顶铺设EPS板对高填方涵洞进行减荷的方法,进行了涵顶土体中土拱效应的机理分析,结果表明：土拱效应的产生应同时满足三个条件：当涵顶EPS板压缩变形大于两侧土体的压缩变形时,即涵顶平面内外土柱产生沉降差-δ,填土要达到一定的高度,土体拱脚的存在;同时,通过土体抗剪强度的发挥,涵顶土体内部应力向两侧重分布,此时的土拱具有不稳定的特点。     

沟槽式高填黄土明洞卸载模型试验研究

 为研究不同卸载措施下沟槽式高填黄土明洞垂直土压力、土体沉降变化规律,通过室内模型试验,对不同方案下的卸载效果进行对比分析。结果表明：增大填土边坡坡角、明洞顶设置低压实土、铺设土工格栅、提高明洞两侧填料压缩模量可减小明洞洞顶土压力,其中,增大边坡坡角卸载作用最优。与无边坡相比,明洞洞顶垂直土压力卸载率可达20.6%,若与低压实土形成的土拱效应及土工格栅的“提兜效应”相结合,有利于进一步减小明洞洞顶垂直土压力。同时,填土高度较低时,垂直土压力接近均匀分布;随着填土高度的增大,垂直土压力分布曲线随距明洞中轴线距离的增加呈先减小后稳定的趋势;低压实土的设置使明洞顶虚实土接触附近垂直土压力分布曲线出现突变。研究成果可为沟槽式高填黄土明洞卸载措施的设计和施工提供参考依据。     

公路高填方涵洞土压力变化规律及计算方法研究

通过模型试验研究了狭窄沟谷沟心设涵、宽坦地形沟谷沟心设涵和岸坡脚设涵三种边界条件下高填方涵洞涵顶土压力随填土高度变化的规律,以及高填方涵洞的拱效应。试验结果表明,涵顶填土达到一定高度以后,在涵顶上方将产生拱效应,使涵洞顶上的土压力小于理论土压力。但由于高填方涵洞上方路基填料的特点,这种拱效应具有不稳定性,使涵顶土压力随填土高度成非线性变化增加。根据高填方涵洞的土压力变化规律及拱效应特点,提出了计算高填方涵洞非线性土压力计算理论和方法,得出三种边界条件下的非线性土压力计算公式,并通过算例证明了应用该公式计算高填方涵洞土压力的合理性。成果对高填方涵洞土压力计算、结构设计有应用参考价值。     

高填方路基沉降处治灌浆技术的工程实践与认识

高填方路基沉降是公路工程质量通病之一。以国道108线广元段高填方路基沉降这一病害处治为实例，介绍高填方路基沉降处治的压力灌浆设计、施工工艺和质量控制方法，对浆液的经济性与可灌性、结石率及灌浆过程中的路面抬动等相关问题进行讨论。     

疏排桩锚-土钉墙组合支护结构稳定性分析

疏排桩锚-土钉墙组合支护结构是复合土钉墙发展的趋势之一,此结构可有效地突破复合土钉墙在控制及预测位移方面的局限性,并增大了土钉墙的支护深度,增强其适用性及应用范围。以拱形理论为基础,分析土压力的传递及应力重分布的机制与特点,研究支护结构变形性状特征。据此,提出该支护方式的局部及整体稳定性计算公式,建立了受力及稳定性计算模型,并结合实例进行了相关验证。     

不同支护应力下土质隧道压力拱分布规律试验研究

隧道开挖使得围岩应力重分布而产生拱效应,拱效应的作用范围与隧道支护结构设计的安全储备以及经济性密切相关,并且一直都是岩土工程界的一个重要研究课题。作者根据相似原理,选用中砂为实验材料,采用卸载支护压力模拟隧道开挖。通过实测不同支护力条件下洞周土体径向和环向的土压力数据,分析了土拱拱体在不同支护作用下的发展变化规律,结果表明:压力拱拱体内外边界随着支护压力的减小而不断扩大,最终达到厚度为1.3倍洞径左右的稳定压力拱拱体。研究结果对地下“洞”室的开挖以及衬砌设计具有参考意义。     

基于不完全土拱效应的土工格栅加固机制与设计方法

 假设理想条件下的倾斜滑移面,根据路堤底部产生的相对位移?下的土工格栅膜效应,利用莫尔圆推导出在土工格栅不同挠曲变形时土体中剪应力的计算公式,根据应力平衡条件得到路堤土的应力–应变状态。这种剪应力没有达到屈服状态时路堤土中应力调整即应力重分布现象称为“不完全土拱效应”。同时,设计以水袋泄水模拟路堤底部产生差异沉降的大型模型试验,分别监测路堤特定位置处的沉降、静止土压力以及铺设的土工格栅的轴向拉应变,代入模型计算并且与现有的几种设计理论比较。结果显示：Terzaghi方法与Handy方法的应力计算都不考虑差异沉降的过程,由于对侧向应力系数的定义不同,前者的竖向应力结果偏小而后者偏大;对于土工格栅的轴向拉应变,Giroud方法计算值偏向于保守,虽然Esponiza方法与实测结果比较接近,但是考虑到长期安全性以及土工材料的耐久性,采用本文的计算方法是比较合理的。     

结构参数与填料特性对盖板涵洞土涵作用影响

为精确地计算涵洞顶部竖向土压力集中系数,进行了土石混合体填料—涵洞室内模型试验.利用试验结果标定了 FLAC数值模型,运用该数值模型研究了结构参数与填料性质对涵洞力学特性的影响.结果表明:在侧墙顶部以下0.35D(D为侧墙高度)处出现最大水平负弯矩,在0.67D处出现水平弯矩反弯点;含石量对侧墙上水平土压力影响显著,含...