倾斜填土表面挡土结构土压力计算方法探讨

该文提出把挡土墙后墙顶以上的倾斜填土看成是作用在墙顶上的外荷载 ,运用求解附加应力的布氏解答 ,结合朗肯土压力理论 ,来求解作用在墙背上的主动土压力。这种方法可以较准确地考虑挡土墙后填土的长度、宽度和厚度、填土表面的倾斜程度、墙背与填土之间的摩擦以及极限平衡状态的影响 ,得出的主动土压力小。     

磷石膏堆坝时程法的动力稳定性分析

对于磷石膏堆坝的动力稳定性,目前国内外相关研究较少。常用的拟静力法由于应用简便,多被用于设计和研究中。但拟静力法不能考虑动力荷载的特征和材料的动力特性。为了克服拟静力法的计算缺陷,采用时程法对某磷石膏堆坝进行动力分析,得出坝体的相关动力分析结果,同时对动力作用前、后的坝体稳定性进行计算,并与拟静力法的计算结果进行了比较。主要计算结果表明:液化多发生在库内水边线以内,下游坝坡局部存在浅层液化,位移大小与坝高呈正比变化,最大位移发生在库内液化区的中心;坝坡稳定性在动力荷载作用过程中呈动态变化,相较动力荷载作用前安全系数明显减小。     

二级新型悬臂式挡土墙主动土压力计算方法

基于土的塑性极限分析理论,考虑滑裂面上填土黏聚力及填土与二级新型悬臂式挡土墙墙背接触面上的黏着力,研究了挡土墙土压力受力分析模式,取墙后滑动土体的水平薄层单元进行受力分析,建立极限状态下悬臂式挡土墙主动土压力的一阶微分方程,给出了土压力强度、土压力合力、土压力作用点的理论计算公式。研究结果表明,二级新型悬臂式挡墙上墙应力分布呈抛物线形状;下墙的应力分布类似于梯形分布,最大值出现在挡墙的底部,最小值出现在挡墙的中部。通过有限元数值分析法研究其受力变形特点,数值分析表明：二级挡土墙卸荷作用比较明显,且土自重在二级挡墙中得到了充分的利用;挡土墙主动土压力分布与模拟结果基本一致。     

仰斜式挡土墙T模式下土压力试验

为了研究高速公路扩建路堤仰斜式挡土墙在T模式下受墙后填土不同荷载和差异沉降下土压力变化规律,建立挡土墙在T模式下墙背土压力计算模型,对土压力分布进行了理论计算。采用自行研制的实验模型箱对外加荷载5.249,10.248和15.247 kPa和新老路堤差异沉降0,3,6 mm条件下土压力的分布规律进行了试验研究。结果表明,在差异沉降条件下,墙背土压力沿墙高均呈先增大后减小的非线性分布,且随着挡土墙水平位移量的增加,土压力呈降低趋势,随着差异沉降量的增大,土压力呈增大趋势;不同荷载下,随着顶部施加荷载的增加,土压力呈增大趋势,随着挡土墙水平位移量的增加,土压力呈降低趋势;通过拟合发现,不同差异沉降和不同荷载与合力的变化呈二次函数关系,拟合函数公式分别为y=-0.012 8x~2-0.041 7x+23.99和y=-0.003 92x~2+0.189x+0.173。结果为仰斜式挡土墙施工提供了理论依据。     

平行地裂缝地铁隧道土压力计算方法

针对西安地铁三号线工程部分区间段存在近距离平行西安地裂缝的工程现象,通过力学解析方法对地铁隧道所受土压力进行分析。在建立平行地裂缝地铁隧道力学模型的基础上,根据所取计算单元的极限平衡条件推导得到隧道竖向土压力和水平土压力,并通过拟静力化的方法对地震作用进行简化,分析地震动荷载作用下隧道土压力特征。计算结果表明,地裂缝活动导致上盘产生竖向土压力减小区,而下盘出现竖向土压力增大区。根据规范推荐的方法对平行地裂缝的地铁隧道进行设计是合理的。     

刚性挡墙主动土压力的有限元分析

针对经典土压力理论的不足之处,采用有限单元法对作用于刚性挡墙上的主动土压力进行数值分析,土体采用弹塑性的Mohr-Coulomb本构模型,在土与墙体结构接触面间引入接触单元,并按库仑摩擦准则定义接触关系,研究了刚性挡墙上主动土压力的大小、作用点位置及其分布规律,并对填土性质参数进行了敏感性分析。结果表明,刚性挡墙后主动土压力为凸曲线分布,作用点位置处于O.36~O.40倍墙高处;填土模量的增大将提高土压力数值,但在同时又引起作用点位置的下降;填土重度与土压力数值呈正相关,但对作用点位置的影响却较小;墙土间摩擦系数无论是对土压力大小还是作用点的位置都有较大的影响。     

水平地震力对非线性主动土压力上限解的影响

大多数关于主动土压力的计算都是基于线性摩尔库仑准则.然而,实际上几乎所有的土体材料均遵循非线性关系,线性只是其中一个特例.根据非线性破坏准则,运用拟静态法考虑地震作用,利用极限分析上限定理求得主动土压力上限解.通过切线法原理引进中间变量,对墙后土体建立相容速度场,根据外力功率与内部能量耗散率相等的原理求出土压力的目标函数与约束条件,最后采用序列二次规划算法对该问题进行优化,得出主动土压力的最大值.将结果与已有文献进行分析比较,证明了该方法的可靠性.数值分析结果显示:随着水平地震系数的增加,主动土压力有非线性增大的趋势;非线性系数对主动土压力也有明显影响.     

地下水和地震共同作用下的边坡稳定性分析

基于边坡的有限元模型,研究了地下水位变化对边坡地震动力响应和稳定性的影响规律。通过有限元仿真分析发现：地下水的存在使土层含水率增大,坡脚位置为地下水渗出位置,在渗透力和孔隙水压力的影响下,有效应力降低,导致边坡抗剪强度减小。随着水深的增加,地下水对边坡坡脚的剪应力和剪应变影响逐渐增大,且远场地震作用时在不同水深下边坡坡脚的剪应力-剪应变值滞回延伸较大,说明远场地震作用对边坡坡脚抗震能力的影响较大。无地下水时,通过拟静力法计算的安全系数值位于动力安全系数值的中部偏下,且动力安全系数的最小值比拟静力法的静力安全系数小;而随着地下水位的上升,拟静力法计算的安全系数值开始移向动力安全系数值的中部偏上。因此,地下水位较高时,按照拟静力法计算的边坡安全系数进行边坡的稳定性评估将具有一定的潜在风险性。     

考虑墙后填土强度各向异性的主动土压力计算方法

基于水平层分析法,假定不同方向滑裂面上的内摩擦角随该滑裂面与沉积面之间的夹角变化,提出了一种考虑材料各向异性的主动土压力计算方法.通过4个典型算例,讨论了墙后填土强度各向异性程度对主动土压力的影响.计算结果表明,随墙后填土沉积面与水平方向夹角增加,主动土压力逐渐变大,其合力作用点逐渐下降;随填土面倾角增加,各向异性影响逐渐增强.     

框架预应力锚杆支护边坡地震动稳定性分析方法

在考虑锚杆预应力对黄土边坡稳定性影响的情况下,根据土体边坡滑移面的破坏模式,建立了框架预应力锚杆支护边坡的地震稳定性分析模型。利用集中质量显式有限元法,将土体离散为土体静动力微元和土体预应力微元,并建立了相应的离散动力平衡方程,推导了边坡在地震作用下的位移反应和滑移面上的应力场。基于位移反应和土体应力场,提出了框架预应力锚杆支护边坡在地震作用下的稳定性安全系数计算方法。用本文方法针对某一工程实例进行分析,并与拟静力法的结果进行比较。比较结果表明,本文方法对于土质均匀的黄土边坡是可行的,相比拟静力法,更能反应黄土支护边坡的地震作用和土的动力特性。     

条形荷载作用下主动土压力解析解

基于经典库伦理论,建立在条形荷载作用下滑动土楔体处于主动极限状态时的静力平衡模型。按微分学求极值的方法,导出了滑裂角解析解;以力系及力矩系平衡条件,推出了主动土压力及其作用点位置解析解;通过单因素及多因素影响分析法,明确了荷载参数、土体参数与土压力值及其作用点位置之间彼此影响,以及相互制约的规律。为研究露天矿边坡工程中重力式挡土结构的设计及主动土压力计算提供了理论依据。     

岩质高边坡爆破动力稳定性分析

考虑爆破地震波在传播过程中的时程效应和条块间的法向力,结合关于动力放大系数的最新研究成果,采用拟静力化的惯性力法,提出新的岩质高边坡在爆破时的动力安全系数计算方法。通过案例证明,该方法能够综合考虑地震波在岩石介质中传播的衰减和频谱结构特性及相位差等因素,因此较毕肖普拟静力法更具理论基础,其结果更加贴近工程实际。     

弹性地基梁法与经典土压力法计算支护桩内力的对比分析

对一个实际基坑支护结构分别按经典的朗肯土压力法和弹性地基梁法计算了支护桩的结构内力.由于弹性地基梁法考虑支护结构与土的变形协调,较好的模拟桩土之间的作用,比采用传统的经典土压力法更加符合实际情况,因此在同等条件下具有更好的经济效益.但按照弹性地基梁法进行基坑设计时,确定支护桩桩长等参数应当依托经典土压力法的计算结果.     

喀斯特地质条件下溶洞对弹性波传播的影响规律研究

岩体自由面是造成地震动力响应得以放大的重要因素,研究自由面放大效应对于存在溶洞情况下爆破工程的动力分析具有重要意义。采用弹性波动力学,辅以数值模拟手段,研究了应力波作用下单自由面、双自由面对应力波的放大作用。对于地下工程中复杂自由面(溶洞),借助于数值模拟,研究了溶洞几何形状、衬砌对应力波的作用,并根据弹性理论进行了动力学响应分析。研究结果表明:不同形状的溶洞对应力波均有应力集中作用,地震荷载作用下,城门洞形、矩形、圆形3种断面形状对溶洞位移响应的变化规律以圆形溶洞的位移响应最小,矩形溶洞位移响应最大,随着溶洞埋深的增大而应力作用影响减少,相对位移增加。     

考虑高程放大效应的边坡动力稳定性分析

为了在进行露天边坡动力稳定性分析时，准确计算拟静力法中的等效静荷载，本文采用考虑振速高程放大效应的经验拟合公式进行等效静荷载计算，探索高程放大效应对边坡动力稳定性的影响。以某露天矿山为背景，使用ANSYS/LS-DYNA建立数值计算模型，分别对使用萨道夫斯基公式和考虑高程效应的经验公式下的振速预测值、等效静荷载和边坡稳定性进行分析。研究结果表明，多级台阶边坡存在振速高程放大效应，且高程效应出现在靠近坡面的顶缘位置；通过考虑高程效应的经验公式预测的质点峰值振速相比于萨道夫斯基公式更加合理，并且能较准确地反映高程放大效应。通过考虑高程效应的经验公式计算所得安全系数大于萨道夫斯基公式所得值，但较后者更加精确，计算结果更加可靠。本文研究可增强边坡稳定性评价结果的可靠性，为边坡岩体动力稳定性评价提供一种新方法。     

土钉墙设计方法探讨

寻求适合某类地层的土钉墙土压力分布模式，改进土钉墙设计计算方法是十分必要的。通过对几个工程现场测试结果的反分析，得出土钉墙无量纲参数法设计计算的经验公式，并提出了土钉墙最危险滑动面的选取方法。     

土钉墙设计方法探讨

寻求适合某类地层的土钉墙土压力分布模式，改进土钉墙设计计算方法是十分必要的。通过对几个工程现场测试结果的反分析，得出土钉墙无量纲参数法设计计算的经验公式，并提出了土钉墙最危险滑动面的选取方法。     

高震区某细粒尾矿坝动力时程抗震分析

为防止尾矿坝发生液化现象而危及整个尾矿坝的稳定性,以西南高地震区某细粒尾矿坝为例,从细粒尾砂的动剪切模量和阻尼比以及相关试验参数为基础、按照近似场地人工拟合地震波为动力输入荷载、以等效循环剪应力与抗液化剪力比较作为液化判别的依据、借助时程应力有限元法为手段,详细分析了高震区细粒尾矿库的液化区域以及时程动稳定性。分析结果表明:液化区域主要集中在库尾水位以下,并随着孔隙水压力的积累,液化区域逐渐向深部和堆积子坝方向发展;时程动稳定性系数与拟静力法相比,稳定性系数偏小,其中仅一条地震波作用与拟静力法计算的稳定性系数基本相当,从而亦说明动力时程法在分析高震区尾矿坝动稳定性时,较符合实际地震动力作用过程,并优于传统的拟静力法。     

邓肯—张E-B模型参数对心墙土变形的敏感性研究

有限单元法是一种常见的分析岩土结构变形的数值计算方法,其土体模型参数的准确性是计算结果高可靠性的保证.邓肯—张E-B模型是坝体变形分析计算中常用的一种非线性弹性模型.以一心墙坝为例,针对模型参数的敏感性进行大量的非线性有限元计算,计算结果表明:影响心墙土变形的主要参数为K,Rf和φ,n对心墙土变形的敏感性较低.随着K和φ的增大,心墙土竖向位移减小;随着Rf增大,竖向位移增大.从整体来看,邓肯-张参数对竖向位移的敏感性要大于对有效应力的敏感性.     

挡土墙主动土压力分布研究

基于极限平衡理论,利用单元分层法分别讨论了墙后无开挖回填和有开挖回填不同工况条件下的挡土墙土压力分布形式,推导出不同工况条件下的主动土压力强度及主动土压力系数理论公式.结果表明,墙后无开挖回填工况条件下墙背主动土压力沿墙高成线性分布;墙后有开挖回填工况条件下墙背土压力沿墙高成非线性分布.