刚性挡土墙被动土压力数值分析

采用有限单元法对作用于刚性挡土端上的被动土压力进行数值分析，土体采用弹塑性的Mohr-Coulomb本构模型，在土与结构接触面问引入无厚度的Goodman接触单元，接触面上剪应力和剪切位移采用弹塑性的本构模型，研究了不同的挡土墙的变位模式、不同墙面摩擦特性以及土体变形特性等因素对土压力大小和分布的影响。     

刚性挡土墙主动土压力数值分析

采用有限单元法对作用于刚性挡土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，在土与结构接触面间引入无厚度的Goodman接触单元，接触面上剪应力和剪切位移采用弹塑性的本构模型，研究了不同挡土墙的变位模式、不同墙面摩擦特性以及土体变形特性等因素对土压力大小和分布的影响。     

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%。     

地震作用下挡土墙位移模式的振动台试验研究

 设计并完成2个比尺1∶8的边坡大型振动台模型试验,通过水平向(X向)、竖直向(Z向)和水平竖直双向(XZ双向)3种激振方式,研究汶川波地震作用下重力式挡墙、桩板式挡墙、锚杆格构式框架和预应力锚索格构式框架护坡位移模式及变化特性,并且分析各支挡结构的抗震性能。研究表明：(1) X向或XZ双向激振下,重力式挡墙和桩板式挡墙在激振加速度峰值AXmax≤0.4 g时的永久位移,以及Z向激振下桩板式挡墙和预应力锚索框架护坡的永久位移可忽略不计;(2) X向激振下,当激振加速度峰值AXmax＞0.4 g时,重力式挡墙位移模式为向土体方向滑动和绕墙踵向土体方向转动的耦合,且以滑动为主,而桩板式挡墙位移模式为向土体方向滑动。Z向激振下,当激振加速度峰值AZmax＞0.267 g时,重力式挡墙位移模式为向土体方向滑动和绕墙踵向土体方向转动的耦合。XZ双向激振下,AXmax＞0.4 g和AZmax＞0.267 g时,重力式挡墙位移模式为向土体方向滑动与绕墙趾向土体外侧转动的耦合,且以转动为主,而桩板式挡墙位移模式则为离开土体向外侧滑动与绕基础向土体外侧转动的耦合,且以滑动为主;(3) X向和XZ双向激振下,预应力锚索框架和锚杆框架的位移模式相同,都是沿坡体向土体外侧及边坡下端移动。Z向激振下,当激振加速度峰值AZmax＞0.267 g时,锚杆格构式框架护坡位移模式为向土体外侧和边坡上端移动逐渐转变为向土体方向和边坡上端移动;(4) X向或Z向激振下,桩板式挡墙抗震性能优于重力式挡墙,而XZ双向激振下,重力式挡墙抗震性能优于桩板式挡墙。无论哪种激振方式,预应力锚索格构式框架护坡抗震性能优于锚杆格构式框架护坡。     

刚性挡土墙位移模式对土压力的影响试验研究

挡土墙位移模式对墙后土压力分布及土体滑移变形与破坏模式具有重要影响。研究采用开发的可视化挡土墙模型箱和石英砂填料,开展平动、绕底部转动、绕顶部转动、绕中点逆时针转动和绕中点顺时针转动5种模式的模型试验。将实测土压力与现有计算理论进行对比,对静止土压力、极限土压力及其土压力随挡墙位移变化规律进行了分析,同时采用粒子图像测速技术分析土体的滑移变形特征和破坏模式。结果表明：静止土压力沿墙深呈线性增长趋势,由于砂土超固结导致实测值大于理论值;不同位移模式土体达到极限状态所需的位移量存在较大差异;由于砂土密实程度高,导致平动、绕底部转动、绕顶部转动极限土压力实测值小于理论值;绕中点逆时针转动和顺时针转动极限土压力合力作用点较绕顶部转动和绕底部转动分别出现上移和下移;不同位移模式的滑移面呈现出不同的形态,实测滑移面倾角略大于理论值;绕底部转动、绕中点顺时针转动表现为渐进式破坏,平动、绕顶部转动、绕中点逆时针转动表现为整体式破坏。     

SV波作用下刚性挡土墙地震主动土压力时频域计算方法

 基于弹性波动理论,概化刚性挡土墙的动力分析模型,利用水平分层法,建立单元体的受力平衡微分方程,借助Hilbert-Huang变换,提出地震作用下刚性挡土墙地震主动土压力的时频域计算方法,并通过与振动台试验结果的对比验证该方法的合理性。分析输入波频率对刚性挡土墙墙后填土的临界破裂角、地震主动土压力合力以及作用点的影响,结果表明：随着地震烈度的增大,临界破裂角逐渐减小,地震主动土压力合力逐渐增大,合力作用点位置略有上移;随着输入波频率的增大,临界破裂角和地震主动土压力合力分别呈“倒马鞍型”和“正马鞍形”分布,并且均在输入波频率与刚性挡土墙系统自振频率相近时达到最大,而地震主动土压力合力的作用点则基本上不变;按照现有规范不考虑输入波频率进行刚性挡土墙地震稳定性设计,可能会降低挡墙的地震安全储备。刚性挡土墙地震主动土压力的时频域计算方法不仅能够考虑地震波三要素(峰值、频率以及持时)对挡墙土压力的影响,同时也能够为其他类型支挡结构的抗震时频设计提供一定的参考。     

考虑土拱效应的挡土墙地震主动土压力静力研究

 在Mononobe-Okabe拟静力学理论的基础上,对挡土墙后填土进行应力分析,根据静力平衡求得滑裂面水平倾角。再结合土拱效应原理采用水平层分析法,对处于正常受力状态的填土微元体进行应力分析,并根据静力平衡和力矩平衡建立方程组,从而求得适用范围更广的地震作用下墙后土体的主动土压力、土压力系数、土压力合力作用点位置等的计算公式。利用数值方法分析土内摩擦角、墙土面摩擦角以及水平和竖向地震系数对滑裂角、主动土压力、土压力系数、土压力合力作用点位置的影响,并将计算结果与其他计算方法所得结果以及试验结果进行对比分析。     

拉杆挡土墙在回填土段的应用

贵州省盘县某城镇主干道两侧均设挡土墙,选用拉杆式钢筋混凝土墙作为支护结构,为此进行了一系列计算,包括土压力取值,地面荷载取值、等。根据计算结果进行施工,取得了较好的效果,其造价较重力式挡土墙更为经济。     

施工用重力式临时挡土墙

通过对桂林市数个工程实测发现,重力式挡土墙墙背综合内摩擦角基本达到40°。据此,计算出三种重力式挡土墙实用型式,并在工程中实际应用,效果良好。     

一般重力式挡土墙的简捷计算方法

挡土墙计算工作量大，浪费人力和影响设计质量，本文采用简化横截面措施，经推算提出简捷计算方法。对任意三角形及其组合型挡墙，可按不同参数和规范要求的稳定性一次直接算出截面的宽高比例尺寸，勿需反复假设试算步骤，并对挡墙的其它控制条件进行讨论，提出增强改善措施。     

重力式挡土墙有限元分析

本文通过对深前趾重力式挡土墙进行了有限元分析 ,将其结果与常规方法进行了比较 ,得出了一些有益的结论。     

浸水与一般挡土墙特性探究

挡土墙是用来抵抗土体位移变形的支承构筑物。浸水挡土墙主要位于水域环境,其与一般挡土墙在环境条件、受力模式、计算方法、工程造价等几个方面存在较大差异。通过对比分析,探究了浸水挡土墙与一般挡土墙的特性,得出了具有实践意义的结论,可以指导挡土墙的设计。     

地下水位波动引起重力式挡墙基坑周围地基土孔压变化及对挡墙稳定性的影响

波浪、潮汐作用引起临海、临江地区的地下水位周期性波动,基坑周围地基土的孔压响应机制是研究动水环境下基坑开挖课题的关键。假定有限厚度单层地基均质、各向同性,边界波动水位以正弦函数表示,将基坑渗流场分成3个区域,假设土体总应力不变,将固结方程解耦,利用Laplace,Fourier变换与逆变换推导得到浅层含水层内地下水位波动引起重力式挡墙基坑周围地基土孔压响应的二维半解析解。与PLAXIS有限元数值解的对比验证了该解答的精确性。通过算例分析坑外地下水位波动时基坑周围的孔压响应规律及其对重力式挡墙稳定性的影响。结果表明,沿坑外到坑内的基坑渗流路径,孔压的波动幅值不断衰减,滞后相位不断增大;挡墙稳定安全系数随地下水位的变化而波动,且存在相位滞后现象。     

生态复合墙体框格单元破坏模式研究

基于1/2比例生态复合墙体框格单元的试验,给出了不同因素的框格单元承载力与破坏模式的对比分析,提出框格单元的合理破坏模式,对不同相对刚度与强度的框格单元建立非线性数值扩展分析模型,进而对基于合理破坏模式的框格单元相对刚度与相对强度进行分析。试验研究与数值分析结果表明:各种不同框格单元的破坏模式也不相同,框格单元的合理破坏模式为砌块角部压碎破坏,为保证框格单元发生砌块角部压碎破坏,框格单元相对刚度的合理取值范围为2.14≤λh≤3.47,相对强度的合理取值应满足4.66≤n c≤8.04。     

超高三级加筋土挡墙的有限元分析

采用有限元方法,对超高三级加筋土挡墙的最大主应力、最小主应力、剪应力等应力和塑性破坏区及其变形进行了分析计算,得出了有关的结论,并与其离心模型试验和现场调研进行了对比。     

挡墙后黏性填土中破裂面曲线的一种解析解

在传统的库仑土压力理论中，刚性挡墙后填土中的破裂面被假定为平面。然而，一些室内试验和现场测试结果均已证明了实际破裂面为曲面。以挡墙后黏性填土中的破裂面为研究对象，以竖向微分单元法为基础，利用可动边界变分原理推导了主、被动状态下破裂面曲线的微分方程，并对该方程进行求解。结果表明，当墙背光滑时，填土中的破裂面和破裂角均与库仑土压力理论相同；当墙背粗糙时，通过勒让德变换得到主、被动破裂面曲线的解析解，此时破裂面为曲面。最后，讨论填土的物理力学参数和墙背摩擦因数对破裂角的影响。     

挡墙上作用土压力和水土压力的测试研究

利用自制试验箱进行了刚性挡墙平动、绕墙底转动和绕墙顶转动三种墙体主动变位模式情况下,挡墙上作用的土压力和水土压力的测试研究。测试结果表明,挡墙上作用的土压力和水土压力的大小及作用点位置都随挡墙不同的变位模式而改变,由此提出了土压力和水土压力作用的区间估计问题。