预应力返包式加筋土挡墙的动力响应分析

在地震作用下,返包式加筋土挡墙作为一种柔性结构常因侧向变形较大或局部产生破坏而影响其正常使用。为解决该问题,提出了预应力返包式加筋土挡墙结构。为完善预应力返包式加筋土挡墙的设计理论,运用拟动力法和附加应力法理论,以预应力返包式加筋土挡墙作为研究对象,结合现有的加筋土挡墙侧向动土压力和侧向位移计算理论,提出了一套用于计算预应力返包式加筋土挡墙侧向动土压力和侧向位移的理论公式。结合室内振动台模型试验验证了所提理论方法的可行性和合理性。该方法计算简洁,适用性广,能够较好地计算预应力返包式加筋土挡墙的侧向动土压力和侧向位移,对完善预应力返包式加筋土挡墙的设计理论具有一定的指导和借鉴意义。     

预应力鱼腹梁钢支撑控制围护桩变形理论研究

传统p-y曲线理论提出将基坑围护结构内侧的被动土抗力定义为串联的土弹簧和滑块,将内支撑定义为固定的土弹簧。后来又有学者在此基础上引进了初始间距概念,将内支撑定义为已产生初始位移的固定土弹簧。但是对于可施加预应力的钢支撑结构,围护结构侧向位移仍用前述理论计算是不合理的。因为在土方开挖前对支撑施加预应力,必将激发被动区土压力,产生向坑外的位移趋势。介绍了新型内支撑工艺预应力鱼腹梁钢支撑体系,给出了该钢支撑体系的综合刚度建议值。提出隐性负位移概念,在p-y曲线基础上推导出该钢支撑作用下围护结构侧向位移的计算公式。通过工程实例验证了该计算方法的合理性,并得出结论:预应力鱼腹梁钢支撑比混凝土支撑控制围护结构侧向位移的效果好,即前者的表观刚度大于后者。     

简谐波作用下加筋土挡墙动土压力模型试验研究

动荷载作用下,惯性力与动土压力对加筋土挡墙的稳定性影响显著。尽管现有计算方法对地震荷载下加筋土挡墙的动土压力计算进行规定和建议,但大量工程实践表明,现有计算方法设计保守性问题却十分突出并且各方法之间存在较大差异。为了研究动荷载下加筋土挡墙的动土压力,采用简谐波加载的方式进行一组振动台模型试验。根据测试数值的时程记录,分析实测动土压力与现有计算解的异同,主要得到以下结论:当动土压力达到峰值时,墙体面板产生向墙背填土方向的位移,因而峰值土压力不能直接用于分析动荷载下墙体的主动破坏;惯性力与动土压力并非同时达到极值点,两者之间存在相位差;实测动土压力沿墙高的分布形式及合力作用点分别与M-O法、S-W法类似,并且测试值远小于计算值;在墙体达到主动状态时,筋材末端土压力为负值,即简谐荷载下动土压力小于静止时的土压力。     

刚性悬臂护坡桩的设计计算

刚性悬臂护坡桩的设计计算方法是深基坑支护设计计算的基本形式。本文在工程实测及实用计算原理的基础上，提出一套实用计算方法，用以计算这种支护结构在开挖过程中被动土压力区的土抗力以及开挖引起的桩的侧向位移，还分析了极限状态下的侧向位移及计算方法。     

弹性索理论在加筋土挡墙结构设计中的应用研究

在差异沉降现象下,现阶段关于加筋土挡墙面板与筋材连接处的结点应力及筋材的变形情况的研究尚少。例如软土地区地基较软处加筋土挡墙易发生差异沉降,其相关理论的不完善也导致了加筋土挡墙的区域适用性降低。为完善加筋土挡墙的设计理论,运用弹性索理论为理论基础,以加筋土挡墙面板与筋材的连接处为研究对象,结合现有的加筋土挡墙变形及其土压力计算理论,提出了一套差异沉降下加筋土挡墙筋材应力分布及其变形曲线的计算方法。通过理论分析,并结合室内模型试验数据验证了该方法的可行性和准确性。该方法具有计算简便,适用广泛等特点,能够较好地解释面板与筋材连接处的破坏形式,对完善加筋土挡墙的设计理论,特别是沉降控制设计方面具有一定的意义。     

刚性悬臂护坡桩的设计计算方法探讨

刚性钢筋混凝土悬臂护坡桩及刚性悬臂挡土墙的设计计算方法是高层建筑下深挖基坑的各种支护结构设计计算问题的最基本形式。本文在工程实测及模型试验的基础上，应用实用的计算原理，以极限承载力理论分析悬臂的钢筋混凝土灌注桩等刚性支护结构的极限状态，从而提出一套实用计算方法，计算这种支护结构在开挖过程中被动土压力区的土抗力以及开挖引起的桩的侧向位移，还分析研究了极限状态下的侧向位移及计算方法。     

返包式加筋土挡墙的数值模拟研究

返包式加筋土结构由于重量轻,成本低,基础适应性强,已被广泛应用于公路、水运、水利、铁路等各类土建工程的支挡结构中。文章采用FLAC3D数值计算软件,研究一个22 m高的返包式加筋土挡墙,其上部为8 m高的未加筋路肩,下部为14 m高的土工格栅加筋路堤。研究发现,加筋前后挡墙的侧向变形均呈现沿坡面中部向结构内部逐渐减小的趋势,出现明显的"鼓肚";在挡墙中铺设土工格栅能够显著降低路基的侧向变形;筋带可以改善挡墙内部剪应力分布,筋土之间的传递分散作用能够减少剪应力集中;采用强度折减法对未加筋挡墙和加筋挡墙的安全系数进行求解,发现加筋后挡墙稳定性明显提高。     

考虑位移影响的土压力非线性计算

极限土压力理论计算结果与工程实测数据偏差较大。为解决该问题,以朗肯土压力理论为出发点,借鉴双参数法思想,提出了一种考虑位移影响且同时适用于黏土和砂土的主、被动土压力计算方法,利用试验数据对本文方法进行了验证;将本文土压力计算方法与地下结构弯曲微分方程相结合,通过迭代即可得到地下结构的内力及变形,通过算例对该过程进行了分析说明。     

预应力格栅在加筋土挡墙中的应用与研究

结合湖南长沙潇湘大道上一路堤式加筋土挡墙,计算了不同筋材间距情况下相应的初始应变。同时计算了在相同条件下,未施加预应力与施加预应力墙面侧向位移的差异。研究表明:适当调整筋材间距和控制预张拉筋材初始应变是一种十分经济有效的方法。     

基于正交设计方法的加筋土挡墙侧向变形影响因素敏感性分析

以某座玻璃纤维土工格栅加筋土挡墙为依托,基于正交设计的科学方法,利用大型有限差分软件FLAC3D对该加筋环挡墙进行数值计算,得到了侧向水平位移沿挡墙高度方向的分布规律,计算结果表明,填料摩擦角、筋材间距、面板厚度、加筋长度对加筋土支挡结构侧向水平位移的影响程度依次递减;最大侧向位移值随加筋长度、面板厚度、填料内摩擦角增大而减小,随竖向加筋间距的增加而递增。研究成果可为加筋土挡墙设计及后续研究提供一定参考。     

地下结构动土压力简化计算方法研究

基于波动力学理论,考虑土–结构动力相互作用、土介质特性及地震波的传播特性,提出了地震作用下地下结构的动土压力简化抗震设计方法。首先,将土–地下结构体系简化为单自由度的质量–弹簧–阻尼体系。其次,通过建立该体系的波动方程,并进行求解,将自由场响应换算为作用在结构上一点的动土压力,并结合结构周围土体的自由场响应分布特征,可得整个结构上的动土压力分布。最后,以振动台试验结果为基础进行了简化方法的验证,得出本文提出方法能够与试验结果吻合很好。该方法具有概念明确、计算简便、计算效率和精度高等特点,能够求解各类地下结构的地震反应,为地下结构的抗震设计提供了一种简单、实用的工具。     

新型围护结构垂直预应力锚杆式水泥土挡墙变形分析及应用

垂直预应力锚杆式水泥土挡墙围护结构是重力式水泥土挡墙与预应力锚杆的有机结合,将复合结构在基坑面处分为上下两段,分别采用主动土压力和“m”法进行力学计算,以弹性理论推导出挡墙墙顶的侧向位移计算公式,并通过工程实例,墙顶位移实测值与计算值比较接近,说明复合围护结构是切实有效的。指出在围护体厚度受限止的市中心软土地基基坑施工中,应用该复合围护结构能较好控制变形。     

面板和筋材刚度对加筋土挡墙工作性状的影响

利用有限元法研究了面板和筋材刚度对不同坡度下加筋土挡墙应力变形特性的影响。结果表明:斜坡加筋土挡墙的面板侧向位移和侧向土压力比修筑在水平场地上的挡土墙更高,同时,侧向土压力随面板刚度的增大以及筋材刚度的减小而增大,面板侧向位移随筋材刚度的增大而减小,但随着面板刚度的增大,面板侧向位移呈现先减小、后增大的趋势,面板最大侧向位移所处的位置由面板中部上移至顶部,并产生了类似悬臂结构的绕墙趾转动趋势,同时,面板的挠曲也逐渐减小。研究结论可为加筋土挡墙在山区公路修筑中的应用提供一定指导。     

软土地基加筋土挡墙现场试验研究

 结合一软土地基反包式土工格栅加筋黏性土挡墙现场测试,对挡墙填筑过程中原地表沉降、墙趾水平和垂直位移、墙面水平位移、挡墙内部垂直土压力和墙背水平土压力,以及筋材应变分布等进行分析,探讨其工作性状及其稳定性。分析结果表明：软土地基加筋土挡墙的破坏形式表现为外部失稳;挡墙墙面出现“鼓肚”现象,其最大水平位移位于挡墙中部墙高位置;格栅应变在距墙面0.8 H(H为挡墙的高度)处最大,设计上的0.3H法不能适用于深厚软土地基加筋土挡墙。研究成果可为今后类似工程的研究、设计与施工提供参考。     

基坑支护结构计算的位移土压力法

基坑支护结构的土压力的大小和分布与支护结构的侧向位移有关.本文提出了位移土压力法,可考虑挡土桩墙侧向位移对土压力的影响,使挡土桩墙结构计算更为合理.     

路用直立式加筋土挡墙变形监测方法分析

根据路用直立式加筋土挡墙结构的特点,提出一种合理、易行的墙面侧向位移的监测方法,研究挡墙墙面在监测时刻的整体变形情况,并进行长期规律性的变形监测,结果表明加筋土挡墙变形为"鼓肚型",且变形已经稳定,指出该方法适用于直立式加筋土挡墙的变形监测与稳定性评估。     

土工格栅返包土工袋加筋土挡墙的地震响应分析及设计建议

为了研究土工袋加筋土挡墙在地震作用下的抗震性能,开展了大型的振动台模型试验。结果表明：随着加载的持续进行,挡墙模型的自振频率降低,阻尼比增加;PGA放大系数随输入地震动峰值加速度的增大而减小,墙高对PGA放大系数的影响反倒不大。土工袋加筋土挡墙的峰值动土压力呈现“中间小,两头大”的分布规律,且墙高越高,输入地震动峰值加速度越大,峰值动土压力越大,而不同地震波形的频谱差异对土压力量值和分布的影响较小。通过数值模拟研究了坡度对土工袋加筋土挡墙力学特性的影响,认为土工袋加筋土挡墙墙后侧向土压力和筋材的拉应力随着墙体坡度的增大而增大,当墙体坡度小于1∶0.75时,侧向土压力较小;当墙体坡度大于1∶0.75时,墙后土压力迅速增加,土压力的分布图式类似呈三角形分布。筋材的拉应力沿长度方向呈单峰型分布,各层筋材的拉应力随上覆填土厚度的增加而增大,但增加的幅度逐渐减小。另外,土工袋加筋土挡墙的剪应变增量、活动区范围以及位移均随墙体坡度的增大而增大。     

根据桩身侧向位移反演非极限状态下土压力分布

根据支护桩侧向位移,反演了非极限状态下桩身所受土压力从而进行了支护桩设计,并结合工程实例进行了验算,结果表明：利用非极限状态下土压力与桩身位移的关系式,反演出桩身的受力状态处于静止土压力与主动土压力之间,符合非极限状态下土压力处于静止土压力与极限土压力之间的基本假设;并根据对反演土压力进行的验算,得出了其在基坑不同深度情况下计算的准确性。     

位移控制预应力影响矩阵在弦支穹顶找力分析中的研究与应用

弦支穹顶结构由上弦网壳、下弦拉索和撑杆组成,拉索预应力对结构内力和初始形态影响较大,合理确定预应力大小是弦支穹顶结构设计的关键。为此,根据线性叠加原理,将结构受力分解为外荷载作用与拉索预应力作用的线性叠加,提出了基于初应变和位移控制的预应力影响矩阵法。该方法通过依次计算单根环向拉索单位初应变下控制点位移值,形成位移控制预应力影响矩阵,计算竖向荷载下控制点位移值,建立相应的控制方程,求解控制方程得到各圈环向索对应的初始应变。弦支穹顶结构在所得初应变和外荷载下的索力就是在该荷载下的预应力值。结合某工程的深化设计,利用基于初应变和位移控制的预应力影响矩阵法对该工程实例进行了分析计算。结果表明,利用该方法计算出的初应变,可以保证竖向荷载下控制点的位移值小于2 mm,该计算方法物理意义较明确,计算较简便,准确度较高,可为类似工程的找力分析提供参考。     

预应力复合土钉墙在基坑工程中的应用

结合具体工程实例,介绍了预应力复合土钉墙在基坑工程中的应用,并对该技术的设计计算、施工方法进行了具体阐述,工程实践证明,预应力土钉墙能有效控制坡面变形,减小基坑边坡土体的侧向压力和侧向变形,值得推广。