垂直墙背挡土墙土压力分布研究

在填土水平且无粘性条件下，分析垂直墙背挡土墙的主、被动土压力分布。通过研究极限状态土体内主应力拱的应力，得到挡土墙的土压力系数，取滑动土楔内水平薄层土体单元进行分析，推求挡土墙土压力的分布及合力的计算公式，并用试验结果验证。研究表明，本文所得土压力合力与库仑解相等，但土压力分布并非直线，主动土压力的合力作用点高度大于三分之一墙高，而被动土压力的合力作用点高度小于三分之一墙高。     

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。     

考虑挡土墙墙体平移的墙后分层填土主动土压力分布

在对挡土墙发生平移时墙后滑裂土体的应力状态进行分析的基础上,建立了作用于墙后滑裂体的墙面间作用力、滑裂面间作用力、土层间剪力以及土层竖向作用力之间的关系式.通过考虑墙后土体分层填筑时沿墙高墙体实际位移量的不同,对墙面摩擦角进行调整,建立了考虑水平土层间剪力作用、每一土层的滑裂面水平倾角和墙面摩擦角变化的土层竖向土压力的逐层渐近的计算方法,以及挡土墙主动土压力合力及其作用位置的计算公式.通过与模型试验结果和库仑解的比较表明:按分层填筑计算得到的挡土墙主动土压力分布与试验结果基本一致;主动土压力合力与库仑解接近;其作用位置较库仑解高,与试验结果相吻合.     

考虑土拱效应的非饱和土被动土压力计算

以墙后填土为非饱和土的刚性挡墙为研究对象,考虑土拱效应和水平微单元体层间剪切作用的影响,假定墙后土拱形状为抛物线形拱,结合水平单元分析法、朗肯滑裂面等,分别建立了平动模式下水平微单元体平均竖向应力、层间剪切力与被动土压力的定量关系,然后推导了平动模式下的挡墙被动土压力系数及被动土压力解析解,并加以实例及参数分析。该方法能考虑墙后土体中的应力偏转以及水平微单元体层间剪切作用,较之于传统的挡墙土压力计算方法,能够更真实地反映土体中的应力状态,可为工程实践提供一定指导。     

悬臂式挡土墙主动土压力计算

在水利工程中,悬臂式挡土墙是钢筋混凝土挡土墙的主要形式,组成部分包括立板和底板。因此,对悬臂式挡土墙主动土压力计算问题,就是施工设计中必须要考虑的问题。文章针对填土表面水平且无粘性的条件下,通过水平微元法推求悬臂式挡土墙后出现三角形滑动土楔时的主动土压力,得到主动土压力合力作用点高度以及主动土压力沿墙高分布的变化规律。     

考虑各向异性的土压力离心模型试验研究

挡土墙后填土通常具有一定的强度各向异性,但目前的土压力计算方法通常将其简化为各向同性材料。为揭示强度各向异性对主动土压力的影响规律及其机理,采用椭圆形截面的金属棒堆积形成二维粒状材料,并针对这种二维粒状材料研制了主动土压力的离心模型试验设备与测试技术。初步试验表明,墙后填土的强度各向异性对主动土压力沿墙高的分布规律有一定影响。随填土沉积面倾角增加,主动土压力的合力作用点逐渐向挡墙底部靠近。此外,墙后主动土压力受填土强度各向异性影响的程度可能达到40%。     

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。     

基于大主应力迹线的无黏性土挡墙土压力分析

墙土接触面的摩擦效应是挡墙土压力分析中需考虑的重要影响因素,首先,通过研究土体应力的分布规律,提出了墙土摩擦效应下墙后土体主应力迹线的确定方法;然后,根据大主应力迹线进行曲线型薄层单元分层,在探究土体微元小主应力变化规律的基础上,结合曲线单元体的静力平衡方程,建立考虑墙土摩擦效应的挡墙主动土压力分析新方法;最后,将本文...     

非极限状态主动土压力的研究

 针对刚性挡土墙,推导了非极限状态摩擦角与相对位移之间的关系式,分析了最不利情况下墙后土楔的受力情况,得到非极限状态主动土压力计算公式,较好地解释了平动位移模式下的主动土压力分布性状。并通过室内模型试验进行了验算。文中仅对砂性土主动土压力进行研究。     

Ｌ型挡土墙设计计算的有限元法

在提出的计算Ｌ型挡土墙后主动土压力的折减基底摩擦系数有限元法基础上,通过算例进一步探索了采用ＡＢＡＱＵＳ软件进行这类挡土墙设计计算的有限元法。算例比较表明:有限元法与现行方法计算所得立板上的内力分布一致,但后者的略大,底板上的内力分布和大小差别较大;二者计算所得基底压力的合力基本相等,但有限元法的基底压力分布与现行方法在偏心荷载作用下假设的线性分布有明显的不同,前者墙趾处地基压力远大于后者,以致墙趾附近地基土中可能出现局部塑性区;在墙趾板上填上有限厚度的保护土层时可极大地提高挡墙的抗滑稳定性;在满足地基承载力要求下,挡墙的底板长度主要取决于抗倾覆稳定性;在Ｌ型挡土墙底板设置防滑键（凸榫）也可极大的提高其抗滑稳定性,从而可显著减少底板的长度。新的有限元设计计算方法可以提高Ｌ型挡土墙设计计算效率和经济可靠性,有助于提高其设计计算水平。     

刚性挡墙非极限被动土压力计算方法

现有非极限被动土压力理论大多是基于墙背铅直的情况而得到的,公式的适用范围有限,并且在推导过程中也忽略了土层间剪应力的作用。针对平动模式下墙背倾斜的刚性挡土墙,在已有理论基础上,进一步考虑土层间剪应力的作用,基于水平层分析法,推导了非极限被动土压力的理论公式,扩大了公式的适用范围。研究结果表明:与不考虑剪应力的理论成果相比,本文解与试验值更加吻合,从而验证了公式的可靠性;是否考虑土层间剪应力并不影响土压力合力,但影响土压力的分布,且在墙体上部土压力大于未考虑剪应力的分布解,下部则相反;非极限被动土压力和土层间平均剪应力均随着墙体位移比、填土内摩擦角、填土外摩擦角的增大而增大;随着墙背倾角的增大,土压力强度在墙体上半部分几乎无变化,下半部分减小较为明显;土层间平均剪应力在墙体上部分减小,墙底处增大。同时考虑土拱效应与剪应力的合力作用点位置高于仅考虑土拱效应的解,而低于库伦解。研究结果可为挡土墙设计提供参考。     

加筋土挡墙-抗滑桩组合支挡结构数值模拟

针对软弱土层上方高填方路堤的填筑问题,提出了一种加筋土挡墙-抗滑桩组合支挡结构。采用有限差分软件FLAC3D建立加筋土挡墙-抗滑桩组合支挡结构数值分析模型,着重分析了不同面板浇筑方式对加筋土挡墙墙面水平位移、墙背土压力、桩身水平位移、桩身弯矩和土工格栅应力分布的影响。模拟结果表明:后浇式刚性面板组合支挡结构的墙面水平位移呈线性分布,最大位移出现在墙顶;所受土压力远小于刚性面板;桩身水平位移和弯矩均较大。刚性面板组合支挡结构的土工格栅最大拉应力出现在面板与格栅连接处,而后浇式刚性面板组合支挡结构土工格栅最大拉应力随着层高的增加,出现位置距离挡墙越远。后浇式刚性面板组合支挡结构由于其面板位移和受力较小,性能良好,故其适合在软弱土高填方地区推广使用。     

RB模式下挡土墙非极限状态主动土压力分析

针对绕墙底端点转动模式(RB模式)的挡土墙,在无黏性填土和填土表面水平条件下,考虑填土内摩擦角的发挥程度和土压力系数的变化,利用水平层分析法推导了该模式下挡土墙非极限状态土压力公式。结果表明,绕墙底端点转动模式的挡土墙在非极限状态时主动土压力为凹曲线分布,墙体转动幅度越大,土压力分布曲线曲率越大,总土压力越小,作用点越靠近墙底。上述研究成果与相关试验一致,验证了理论公式的适用性与正确性。     

基于离心试验的衡重式桩板挡墙受力特性研究

衡重式桩板挡墙是由桩板挡墙与衡重式挡墙发展而来的一种新型支挡结构,鉴于该结构的复杂性,受力特性尚不明确,为此设计了比例尺为1∶50的挡墙离心模型试验,分析了衡重式桩板挡墙的土压力分布模式、桩身受力特性。结果表明:(1)填料为全砂时上墙主动土压力按公式γhk_aξ计算,建议正常使用状态下桩前抗力上部采用C法、下部采用m法计算。(2)填料上层为砂土、下层为粉土或饱和粉土时,挡墙主动土压力已不适合采用朗肯土压力理论计算,桩前抗力分布模式与模型试验一致,随深度呈抛物线分布,不适于采用m法或C法及朗肯被动土压力理论计算。(3)挡墙桩身弯矩在桩顶下某处出现反弯点,反弯点以上桩身左侧受拉,反弯点以下桩身右侧受拉,随着离心加速度的增加反弯点逐渐下移。     

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...     

第八届中国土工合成材料会议论文：刚性基础上双级土工格栅加筋土挡墙性状研究

以刚性基础上双级土工格栅加筋土挡墙为工程依托进行了现场原型试验研究，分析了施工期及竣工后1.5a期间各级挡墙加筋体底部竖向土压力、墙面板背部侧向土压力和土工格栅拉筋应变分布规律。试验结果表明：刚性基础上加筋体底部垂直土压力沿筋长方向由均匀等值分布变化到呈曲线型分布，最大值靠近墙面位置。柔性基础上加筋体底部垂直土压力沿筋长呈非线性分布，最大值靠近拉筋尾部。竣工后加筋体底部垂直土压力分布形式基本不变。施工期间加筋土挡墙墙背侧向土压力沿墙高呈曲线分布，且随上覆填土厚度的增加而增大，数值增长速率逐渐减小。墙背侧向土压力大小远小于主动土压力，竣工后其值随时间延续逐步减小。施工期各测试层位拉筋应变基本上随上覆填土厚度的增加而增大，应变沿筋长方向呈双峰值的非线性分布，各测试层位土工格栅拉筋实测应变最大值均小于0.4%，竣工后拉筋应变基本无明显变化。试验结果可以为类似结构工程提供参考。     

卸荷板式扶壁挡土墙的卸荷效应分析

在挡土墙中加设卸荷板已经成为提高挡墙安全性、优化挡墙设计、减小工程量的重要手段。该文针对卸荷板式扶壁挡土墙的主动土压力进行分析,推出卸荷板式扶壁挡土墙主动土压力的计算公式,再运用公式分析其卸荷效应,最后通过实际工程进行验证,以期对类似的工程有借鉴意义。     

挡土墙背摩擦角为负的被动土压力研究

目前大多数被动土压力问题研究的是挡土墙背摩擦角为正的情况(墙身相对土体向下移动)，而挡土墙背摩擦角为负(墙身相对土体向上移动)的被动土压力问题则研究的较少。在平面滑裂面假设的基础上，利用散粒体Kötter方程通过极限平衡分析得到了挡土墙背摩擦角为负时的被动土压力系数、被动土压力合力和被动土压力合力作用点高度的理论公式。分析了挡土墙倾角、填土内摩擦角、填土坡角和墙背摩擦角对被动土压力系数、土压力合力作用点高度的影响。与挡土墙背摩擦角为正不同的是，墙背摩擦角为负时随摩擦角的增加，被动土压力系数减小。用图形和表格的形式给出了相应的结果，可为锚、输电线路基础受上拔荷载时设计所采用。     

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。