考虑变形非线性影响的有限土体土压力计算模型

分析了墙后有限土体的破坏模式及位移特征。对墙后土体梯形滑动楔体进行分区处理，分别采用薄层单元法建立了极限状态土压力强度一阶微分方程，导出了有限土体极限土压力理论公式。在此基础上，考虑土压力的非极限状态与极限状态的关联性，建立了土体位移与土压力的关系式，提出了考虑土体位移非线性影响的有限土体土压力计算模型。该模型可考虑围护结构扰曲变形等非线性位移对土压力发挥的影响，且参数简单物理意义明确。与试验实测数据对比表明，该方法相比规范方法更接近于实测值，可供相关设计计算参考。     

非极限状态下有限土体土压力计算方法探究

基坑工程中有限土体土压力的计算问题因支护结构的位移控制比较严格,需要考虑非极限状态土压力理论,而以往的研究大多是关于砂性有限土体在非极限状态下土压力理论的探讨,且相关计算方法仍然是基于传统的朗肯土压力理论,事实上对于不满足半无限边界条件的有限土体,朗肯土压力理论是不适用的。对于不满足半无限边界条件的黏性土有限土体,在已有研究的基础上,对墙后梯形滑动楔形土体进行分块处理;采用水平薄层法分别对其进行分析,并考虑黏性土体内摩擦角和黏聚力发挥值以及墙土之间外摩擦角和黏聚力发挥值与位移的关系,构建在非极限状态下黏性土有限土体土压力强度的微分方程;再通过推导得出黏性土有限土体在非极限状态下的土压力强度计算公式。与实际算例实测结果对比分析表明:自填土表面至基坑一定深度范围内,计算值较实测值偏大;而在一定深度以下范围内,计算值与朗肯土压力计算值差异明显,而与实测值的符合程度较好。综合来看,所提出方法是合理可行的,可供相关设计参考。     

平动位移模式下挡土墙后有限宽度无黏性填土主动土压力极限分析

工程设计中,常常碰到挡土墙紧邻岩壁,墙后填土宽度受限的情况。由于不满足墙后半无限填土的基本假设,有限宽度填土破坏模式与半无限填土不同,墙后土压力分布形式与经典土压力理论也不一致。为准确分析有限宽度填土的受力特性,可以通过极限分析方法开展研究。研究发现有限宽度填土极限破坏时,土体内呈现多楔体坍塌破坏模式,坍塌区与岩壁相接触后产生另一簇滑动面发展至地面。减小墙后填土宽度,增大岩壁倾角,墙土摩擦角,有助于减小挡土墙所受主动土压力。为计算有限宽度填土主动土压力,根据有限宽度填土破坏模式,将坍塌区填土划分为无数与破坏滑动面相平行的斜向微分土条单元,采用极限平衡法建立了计算平动位移模式下有限宽度无黏性填土主动土压力的解析模型。计算结果与极限分析结果,已有理论方法和试验数据对比验证了其合理性,可以为挡土墙设计提供参考依据。     

绕墙底转动挡土墙非极限状态主动土压力计算

挡土墙绕墙底背离土体转动时,墙背各点的位移不同,相应位置的土体内摩擦角发挥值不同,据此研究绕墙底转动位移模式挡土墙非极限状态主动土压力的计算。结果表明,绕墙底转动位移模式挡土墙非极限状态主动土压力呈凹曲线分布,墙顶位移增大,土压力系数和土压力整体减小,合力作用点降低,均在墙高的下三分点以下。     

基于土拱效应的非饱和土主动土压力计算方法

基于扩展的非饱和土抗剪强度公式,假定墙后土体小主应力拱为圆弧拱,分别建立了水平微分单元平均竖向应力、层间剪切力与墙体水平反力的关系,进而通过静力平衡方程推导出非饱和土主动土压力计算公式。分析过程中考虑了水平微分单元体层间剪切作用,弥补了传统土拱效应方法中水平微分单元体受力不平衡的不足。与经典方法获得的非饱和土土压力公式相比,该方法考虑了墙后土体主应力偏转现象,所得主动土压力呈非线性分布,能够反映土体的真实应力状态;与传统的考虑土拱效应的土压力解析解相比,该方法较全面地分析了主动土压力影响因素,考虑了非饱和土物理力学性质、地下水位的影响。该结果可为非饱和土土压力研究提供理论依据,对工程设计有一定参考意义。     

平动挡墙非极限状态下土体位移及土拱效应研究

文中通过有限元数值计算,就刚性挡土墙平动位移时的墙后土体位移场和主应力拱曲线进行分析,研究土体内摩擦角、弹性模量及墙体位移对位移场和主应力拱曲线影响,探讨利用主应力拱曲线计算挡土墙土压力系数的方法。研究表明,非极限状态情况下,墙后一定范围内的土体形成相对位移区,其形状为倒梯形,其中的主应力拱曲线为以e为底的指数曲线。     

挡土结构墙后黏土主动土压力改进计算

经典的朗肯土压力理论忽略了墙土内摩擦角与挡墙倾角对土压力的影响,计算模型简便,而库伦土压力理论虽考虑因素较多,但没有考虑黏聚力对土压力的影响.为更好地反映挡墙墙后黏性土土压力的变化规律,在库伦土压力理论基础上,推导了一种能考虑墙土摩擦角、墙顶张拉裂缝高度、墙体位移状态及折线滑移面的黏性土主动土压力计算方法,采用其他常用...     

板桩支挡结构的应力与位移弹性理论解

基坑支护挡墙的应力及位移计算是进行基坑支护设计的关键,对保证基坑安全具有重要意义。因此,基于弹性理论,建立了挡墙应力及位移的计算模型;结合边界条件与相容方程,采用半逆解法得出了极限土压力条件下挡墙应力及位移分量解析解;并考虑土压力随挡墙侧向位移非线性变化,假定挡墙处于RB位移模式,引入有限位移条件下土压力-位移效应公式,修正挡墙应力及位移解析计算式,得出了有限位移条件下挡墙应力及位移分量解析解。同时,利用ADINA软件建立了基坑及挡墙的二维数值计算模型,将解析解与数值计算结果进行对比,两者符合较好,证明了本解析方法的正确性。研究结果表明：文中提出的有限位移条件下的解析计算公式,较将挡墙简单当做悬臂梁计算更为精确可靠,较数值计算更为简单便捷,并考虑了土压力随挡墙位移的非线性变化,可作为支护挡墙常规设计的工具,具有重要的实用价值。     

被动桩侧向土压力的三维数值模拟

运用岩土数值计算程序FLAC~(3D)对土体沿深度发生均匀侧移、桩基两端可简化为铰接情况下的被动单桩的侧向土压力进行了研究,其中土体采用摩尔-库伦本构关系,桩基采用线弹性本构关系,桩土之间建立接触面。研究表明:桩侧土压力随着土体侧向位移增大而增大,当达到极限状态时在浅层土体内桩侧极限土压力随深度增加而增大,达到一定深度后,桩侧极限土压力随深度增加基本保持不变;桩周粗糙度是影响桩侧极限土压力大小的重要因素;桩土相对刚度对桩基位移、剪力、弯矩和桩侧极限土压力分布有较大影响。另外,分析了桩侧土压力-桩土相对位移关系曲线(p-δ曲线)的形状以及达到极限土压力所需的桩土相对位移,并将计算结果与前人研究结果比较,得出两者具有较好的一致性且本文结果有所改进。     

平移模式挡土墙非极限状态被动土压力有限元分析

采用有限元方法,就挡土墙平移挤压土体被动非极限状态的土压力进行研究。结果表明,墙背附近土体形成近似倒梯形的相对位移区,区内相邻点之间存在水平位移差和竖向位移差,相对位移区水平长度(2~3)墙高,墙体位移越大,相对位移区越大。挡土墙平动模式非极限状态被动土压力的分布近似直线。土压力由静止状态过渡至被动极限状态时,水平被动土压力总值增长速率逐渐减缓,其值始终小于库伦被动土压力。填土摩擦角越大,非极限状态被动土压力越大。     

前置掺气坎坡度对阶梯溢洪道掺气水流影响的数值模拟

为研究复杂边界条件下气液两相界面的流动及混掺现象对工程建设的影响,结合某大型水电站的溢洪道,利用RNG k-ε模型对其进行三维流场模拟,采用有限体积法离散控制方程,并用GMRES算法进行压力求解,对前置掺气坎式阶梯溢洪道和传统阶梯溢洪道泄流壁面上的高速掺气水流进行数值模拟。结果表明:随着掺气坎坡度的增加,其掺气空腔及掺气浓度均有所增大,随着水流下泄掺气浓度沿程降低,达到一定距离后趋于稳定,掺气浓度值达到了减免空蚀破坏的要求;与传统阶梯溢洪道的模拟结果进行对比可知,增设前置掺气坎后,既可以增加前几级阶梯的掺气浓度使水流提前达到水气平衡,也没有降低阶梯式溢洪道的消能率,为解决传统阶梯溢洪道中出现的工程难题提供了一种新思路。     

重力坝加高结合部位粘结性能试验研究

针对水库重力式大坝加高加固问题进行试验研究,对后帮式、前帮式、外包式以及戴帽式加高方式建立实验模型评价新旧混凝土结合面的粘结性能。抗折强度试验和微观电镜试验结果表明,四种类型的加高方式,外包式的结合面最大,抗折强度最高,粘结性能最强。采用水泥砂浆处理后增多了结合面的纤维状C-S-H凝胶,增强了新旧混凝土之间的粘结性能,合理的加固方式加上结合面处理有利于提高坝体的安全性能。     

桥梁对水流的影响分析

根据哈尔滨水文水资源勘测总站实测水下地图及水文资料,针对桥梁上、下游浅滩变化,分析桥梁对水流的影响。     

稳定河床水位流量关系单值化原理

采用数理计算方法建立流量与综合落差、稳定流流量计算公式，从而使受洪水涨落和变动回水影响的非单元值的水位流量关系单值化。为精减测次、简化外业洲验，水文预报、水文及整编工作电算化提供了新的分析手段。     

In the Central Committee of the Communist Party of the Soviet Union and the Council of Ministers of the USSR

Power Technology and Engineering -     

小浪底地下厂房围岩稳定计算地质模型的研究

根据工程勘探资料,在分析小浪底枢纽地下厂房区主要结构面的分布规律及其特征的基础上,建立了几何传真概化地质模型,并采用不连续介质有限元离散化计算模型,模拟计算地下厂房围岩的应力应变。计算结果表明,所建立的概化地质模型符合实际地质状况,计算的应力分布与实测的变形特征相吻合,这与目前按常用的其它模型及连续介质计算的结果有明显不同。