挡土结构侧土压力与水平位移关系的试验研究

目前挡土结构侧土压力计算方法中,一般未考虑挡土结构位移对土压力的影响。而控制挡土结构位移,使土体不能达互极限平衡状态,正是实际基坑工程中的常见情况。本文通过一定数量的室内模型试验研究,对不同挡土结构位移下,侧土压力由静止土压力逐步向主动土压力发展过程进行了测定,得出挡土结构位移和侧土压力强度值间的关系,提出了一种考虑挡土结构侧向位移的侧土压力简化计算方法。     

爆炸荷载作用下两相饱和土中结构响应试验研究

 通过试验研究含气量低于99.99%两相饱和土及其中的结构响应问题。试验在f 2.5 m×5 m的圆柱形模拟爆炸装置中进行,爆炸采用TNT集团装药,炸药埋设在饱和土中进行接触爆炸,采用统一比例埋深。在饱和土中设置正方体大跨度结构,该结构产生整体破坏。同时研究完全不动钢壁极限结构,与大跨度结构进行对比,系统研究饱和土中不同结构形式的反射系数。结果表明,在两相饱和土中压力超过2 MPa时,饱和土发生动态液化,应力波变化为冲击波,其中压力与饱和土的具体颗粒性质关系不大。通过极限状态的两种结构响应研究认为,饱和土中不同跨度结构的反射系数为0.5～2.0,其具体取值将根据结构形式决定。     

爆破地震作用下重力式挡土墙的稳定分析

基于转动块体方法，对爆破地震作用下重力式挡土墙作了动力稳定分析，讨论了爆破振动频率、地面振动加速度与挡土墙位移的关系，研究了加速度阈值系数对于挡土墙某些参数的敏感性，考虑爆破地震重复作用的累积变形，结合前人的实测爆破振动数据，基本确定了挡土墙开始产生位移的地面振动速度阈值。工程实例说明，振动速度控制在该阈值以下，挡土墙是安全的。     

地震引起重力式挡土墙和锚固边坡的位移分析

本文探讨了在地震多发环境下锚固对于用来稳固干燥均匀填土边坡的重力式挡土墙的有效性。按极限平衡法计算的设计屈服加速度对研究的两种稳定措施都有效。地震引起的位移采用运动方程的滑块公式计算。现有的公式考虑了沿重力式挡土墙基底的滑动破坏和墙后主动楔形土体的转动破坏以及锚固边坡滑体的转动破坏。对于研究的填土边坡和输入的水平地面运动的特点,锚杆加固边坡在坡顶由地震引起的垂直和水平地震位移分别比在重力式挡土墙后主动楔形体顶部估算的垂直和水平变形小12%和32%。     

重力码头地震旋转与滑动耦合运动下的残余位移简易算法

预测重力码头的地震残余位移是码头工程地震设计的关键,而码头墙后回填砂土因地震引起的超静孔隙水压力发展水平对码头墙体运动具有一定的影响。引用液化度概念考虑超静孔隙水压力影响来修正Mononobe-Okabe拟静力法计算的动主动土压力和回填土地震孔隙水产生的动水压力;同时考虑水平和竖向地震载荷,采用Steedman的旋转块体法,根据力与力矩极限平衡确定码头的滑动与旋转门槛加速度系数,分别对码头滑动先开始与倾斜先开始两工况下的耦合运动模式进行详细分析,修正码头因耦合运动影响的滑动与旋转门槛加速度系数,计算码头耦合运动下的地震残余位移计算。选用正弦脉冲的地震运动特征,应用该计算方法对码头耦合运动的残余位移的闭合解进行了推算,分析了码头残余位移随着液化度变化的规律。     

轻型支挡结构的土压力试验分析

以某高速公路轻型支挡结构监测项目为依托，分析研究了锚拉式柱板墙墙背土压力的分布规律，其成果和结论可为高速公路支挡结构设计和土压力理论研究提供参考。     

重力式水泥土挡土结构在深基坑支护工程的应用及分析

结合广州地区某工程实例,通过对其进行的深基坑支护结构方案优选及设计,对重力式水泥土挡土结构进行了系统的介绍,并对设计及施工中需特别注意的要点进行了归纳和分析。     

地震作用下高层建筑结构的受力层间位移

本文根据地震作用下高层建筑结构的变形特点,提出了计算高层建筑结构最大受力层间位移的公式,并结合实例进行了分析。建议对高层建筑结构墙、柱的最大受力层间位移角限值区别对待。     

水平单调荷载作用下饱和细砂中裙式吸力基础土压力特性分析

吸力基础具有造价低、施工速度快、可重复利用等优点,因此被广泛应用于海洋工程领域,近年来也受到海上风电工程的重视。作为海上风电基础,主控荷载为水平荷载。为提高基础的水平承载能力并有效限制其侧移,以保证风机正常运行,提出一种改进的吸力基础型式-裙式吸力基础。通过饱和细砂中裙式吸力基础水平单调加载模型试验,探究基础周围土压力分布的影响因素,利用土压力增量方法,可以合理确定基础转动点的位置,并揭示"裙"结构尺寸对转动点位置的影响。相比于传统吸力基础,裙式吸力基础水平承载力提高,主桶结构前侧所受被动土压力减小,后侧所受被动土压力增大;裙式吸力基础转动点位置在0.54~0.67倍的基础埋深处,较传统吸力基础的转动点位置(位于0.71倍基础埋深)偏上,且随裙宽增加、裙高减小而上移。     

水平双向地震作用下基础隔震结构支座位移的确定

对不同场地条件下,不同周期的基础隔震结构在水平双向和单向地震作用下的隔震支座位移进行了对比分析,表明水平双向地震作用下隔震支座的总位移均明显大于水平单向地震作用下的支座位移,其比值的平均值为1.187,因而,在简化设计中确定基础隔震结构隔震支座位移时,可将水平单向地震作用下的隔震支座位移增大20%,以考虑水平双向地震作用对基础隔震结构隔震支座位移的影响。     

考虑墙前填土作用下无黏性填土挡墙地震转动稳定性分析

重力式挡土墙在地震作用下的稳定性一直是岩土工程研究的热点问题。将墙前填土、墙后填土、挡墙三者看作统一体系,假设无黏性填土材料服从莫尔库仑破坏准则,根据极限分析上限理论,研究了重力式挡墙在地震作用下的纯转动稳定性。基于纯转动破坏假设,得到考虑墙前填土作用下地震屈服加速度及破裂面倾角的计算公式,并得到了屈服加速度系数的最优解。计算结果与Mononobe-Okabe法的计算结果一致,验证了该方法的合理性。地震屈服加速度系数k随挡墙前后填土高度比（H /H）的增大而增大,特别是当高度比大于0.15后,k随H /H增大呈较快速地增加。故适当增加墙前填土高度,可有效地提高挡墙地震作用下的转动稳定性。     

砂土中桩端阻力随位移发挥的内在机理研究

通过模型试验及颗粒流程序数值模拟,较为系统地从桩端周围土体位移场、应力场、孔隙率变化场等角度,对砂土中桩端阻力随位移发挥的内在机理进行了研究。结果表明:不同密实度砂土扩张影响范围的不同是相同位移下桩端阻力存在差异的原因。在桩端阻力发挥的起始阶段,土体位移以竖向变形及斜向下挤出扩张为主。当桩端阻力呈现极限阻力态势时,土体位移以水平及斜向上扩张滑移为主。通过桩端周围土体位移场、应力场、孔隙变化场的相互印证,揭示了随端阻力的发挥,桩端周围土体的球孔状压密-扩张过程。采用颗粒流程序进行数值模拟研究,模拟结果与模型试验具有良好的一致性。     

Seismic behavior of cantilever wall embedded in dry and saturated sand

The embedded cantilever retaining walls are often required for excavation to construct the underground facilities. Significant numbers of numerical and experimental studies have been performed to understand the behavior of embedded cantilever retaining walls under static condition. However, very limited studies have been conducted on the behavior of embedded retaining walls under seismic condition. In this paper, the behavior of a small scale model embedded cantilever retaining wall in dry and saturated sand under seismic loading condition is investigated by shake table tests in the laboratory and numerically using software FLAC2D. The embedded cantilever walls are subjected to sinusoidal dynamic motions. The behaviors of the cantilever walls in terms of lateral displacement and bending moment are studied with the variation of the two important design parameters, peak amplitude of the base motions and excavation depth. The variation of the pore water pressures within the sand is also observed in the cases of saturated sand. The maximum lateral displacement of a cantilever wall due to seismic loading is below 1% of the total height of the wall in dry sand, but in case of saturated sand, it can go up to 12.75% of the total height of the wall.     

汕头地区饱和液化砂土的分布特征及防范措施

根据建筑抗震设计规范的规定,结合汕头沿海地区砂土分布情况,划分其液化等级、分布范围及宜采取的抗液化措施,指出在进行工程建设时,除应查明以上情况外,还应根据拟建建筑物抗震设防类别采取适宜的抗液化措施,从而消除液化灾害隐患。     

Seismic motion response and fragility analyses of cantilever retaining walls with cohesive backfill

The seismic motion response of a cantilever retaining wall with cohesive and cohesionless backfill materials was evaluated using fully dynamic analysis based on finite difference method. The dynamic analysis was validated based on experimental test results and then compared to analytical and empirical correlations based on Newmark sliding block method. Seven different earthquake events and the backfills with low to high levels of cohesion were considered. Nonlinear regression analyses were carried out to provide correlations between free-field peak ground acceleration (PGA) and maximum relative displacement of the retaining wall. These results were compared to results from empirical and analytical methods. Furthermore, fragility analyses were conducted to determine the probability of damage to the retaining wall for different free-field PGAs and backfill cohesions. It is demonstrated to what extent a small amount of cohesion in backfill material can influence displacement of the retaining wall and probability of damage in seismic conditions.     

Sliding stability and lateral displacement analysis of reinforced soil retaining walls

Field observations have demonstrated that reinforced soil retaining walls generally have superior seismic performance when compared to traditional gravity retaining walls. However, current design guidelines for reinforced soil retaining walls are typically based on pseudo-static methods of analysis, which involve simplifying assumptions. For instance, the reinforced zone is usually assumed as a rigid body in external stability calculations. As a result, the influences of reinforcement arrangement and properties on the sliding stability and displacement of the wall cannot be accounted for in their design. Additionally, the soil shear strength is assumed to be constant in conventional displacement calculations using the Newmark sliding block method. In this paper, an analysis method is proposed to determine the yield acceleration and lateral displacement of reinforced soil walls that includes soil shear strength mobilization and a two-part wedge planar failure mechanism. The proposed method is validated against the results of laboratory model tests, and influences of factors such as ground acceleration coefficients, and reinforcement and backfill properties on the stability of the wall are examined.     

基于频谱分析的饱和砂土场地直斜群桩承台——土体耦合作用下桩身弯矩分布规律研究

地震荷载作用下,群桩结构受到承台和土体共同作用,不同桩型的桩身弯矩会发生明显变化,尤其在饱和砂土条件下。因此,为研究上述问题,利用浙江大学ZJU400土工离心机进行饱和砂土场地直斜群桩地震动力响应试验,并通过频谱分析的方法,对饱和砂土场地和直斜群桩桩顶承台的频谱成分进行详细分析,之后根据得出的不同频率成分分别对直斜群桩桩身弯矩分布情况进行详细研究。研究结果表明:地震荷载作用下饱和砂土液化前后土体特征频率发生明显变化,液化后土体的特征频率明显变小;随着振动强度的增加,斜桩顶承台特征频率也发生了减小的现象,而直桩桩顶承台特征频率则始终保持在0～2Hz,未发生明显变化;不同振动强度下,不同频率成分对于直斜群桩桩身弯矩包络图的影响发生了较大的变化,在0.05 g工况下0～2 Hz频谱成分对斜群桩桩身弯矩影响要小于2～5 Hz,但其他工况下0～2 Hz频谱成分对于直斜群桩桩身弯矩的影响均最为明显。同时,随着振动强度的增加,土体埋深范围内直群桩桩身弯矩包络图的峰值位置发生了下移。因此,在实际工程中应考虑此问题,适当增加弯矩较大值位置附近的桩身抗弯刚度。     

石英砂掺量对膨润土–砂混合物泥浆样干缩开裂的控制机制

高放废物地质处置工程中,膨润土–砂混合物作为缓冲回填材料的干缩开裂特征对工程屏障的安全性有重要影响。以混合型缓冲回填材料为研究对象,分别制备掺砂率为0%～50%膨润土–砂的浆状试样,通过室内恒温干燥试验,研究混合物的干缩开裂特征。结果表明:当掺砂率小于30%时,混合物的收缩曲线与径向应变曲线均基本重合,石英砂悬浮在膨润土中,混合物的干缩开裂特性由膨润土决定;当掺砂率大于30%时,混合物中石英砂逐渐相互接触,增加了颗粒间的摩擦力且有大孔隙形成,进而能够抑制混合物的干缩开裂。石英砂颗粒的相互接触显著提高了混合物进气值,略微提高了缩限,限制了混合物的干燥收缩。大孔隙的形成导致毛细水作用力的降低;颗粒间摩擦力的增加,增强了混合物抵抗断裂的能力,进而抑制了混合物干燥裂隙的发展。最终确定了抑制膨润土–砂混合物干缩开裂的最低掺砂率为30%。     

冲击载荷下饱和砂土中孔隙水压力的变化及其与液化密实的关系

介绍了实验装置与测压系统,实测了饱和砂柱自由落体撞击地面后前期快过程和后期慢过程的孔隙水压力的变化。在此基础上,给出了前期快过程中冲击压力波形的传播及其与落高、测点位置等的关系,并探讨了后期超孔隙水压力与落高、砂样、测点位置以及饱和砂土的液化、密实之间的关系。