考虑土拱效应的挡土墙地震土压力及其分布

以Mononobe-Okabe理论的基本假设为前提,采用水平层分析法建立了地震作用下主动土压力强度的一阶微分方程,得到了土压力分布、合力及合力作用点的理论公式,并与不考虑土拱效应影响的计算方法和模型试验数据进行了比较.结果表明,所得合力公式与Mononobe-Okabe公式吻合;地震影响系数对土压力强度分布影响较大,合力作用点高于墙高1/3,并随地震系数的增大逐渐提升;土拱效应对合力作用点的位置影响较大,在墙土接触面较粗糙时应考虑土拱效应的影响.     

挡墙地震主动土压力计算及其影响因素分析

鉴于Mononobe-Okabe理论应用于实际工程地震土压力计算时仅适用于无粘性土,在Mononobe-Okabe理论的基础上,分析了墙后土体的应力状态,推导了粘性和无粘性土地震主动土压力及主动土压力系数计算表达式,并结合算例分析了不同情况下土压力的分布特性。同时指出土压力的大小及分布主要与墙背土体参数和破裂面倾角假定有关,土压力合力作用位置随墙背摩擦角增大而上移,随地震角的增大而下移。     

滑移线法求解挡土墙主动土压力

滑移线法常用来求解挡土墙极限土压力,但至今仍有一些问题尚未得到解决。基于极限平衡理论,视墙后填土为服从Mohr-Coulomb屈服准则的理想弹塑性材料,并且假定它是各向同性的、均匀的以及不可压缩(膨胀)的理想连续介质,计算模型中考虑各种影响因素,提出弹性覆盖层替代传统的张拉裂缝,引进一个新概念“应力奇点”及其应力边界条件,建立静定可解的极限平衡问题数学模型而没有考虑土的应力-应变关系,采用滑移线法求解墙后塑性区的滑移线应力场,进而求解挡土墙主动土压力和滑裂面土反力,并且通过无量纲分析首次提出几何力学相似原理。研究结果表明,主动土压力的滑移线解一般总是大于或等于库仑解,朗肯解或满足非奇异条件的经典库仑解与滑移线解一致,Hencky第一定理和第二定理不具有普遍适用性。     

稳定分析中的几个土压力问题

在稳定分析中,土压力计算是荷载计算经常遇到的一个方面。本文主要针对稳定分析中土压力方面的问题进行了探讨,总结和提出了处理土压力问题的一般思路和方法。     

沉井侧壁土压力极大值临界深度及其影响因素分析

在分析现场实测资料的基础上,假定侧壁土压力极大值出现的临界深度,基于土拱效应原理,采用水平层分析方法,得到井壁处侧壁土压力系数及侧壁土压力计算式。根据沉井竖向平衡方程,反算出临界深度并分析了其影响因素。结果表明,随着沉井重量增加、土体内摩擦角增大,临界深度增大,即侧壁土压力极值点位置越偏下;随着井壁与土体外摩擦角增大、沉井高度增加,临界深度减小,即侧壁土压力极值点位置越偏上。该研究结果可有效指导沉井设计与施工。     

天然土岩分层边坡扶壁式挡土墙的土压力及稳定分析

针对复杂条件下挡土墙的土压力无法按照传统土压力理论计算的问题,提出了天然土岩分层边坡扶壁式挡土墙的土压力分析方法。结合某水库左岸边坡扶壁式挡土墙工程,采用三维数值方法及强度折减法,计算出边坡的最小抗滑稳定安全系数及相应滑动面,从而求得边坡滑动体作用于挡土墙的作用力和作用方向,并依此计算了挡土墙的抗滑及抗倾覆稳定安全系数,实现了挡土墙的稳定安全评价。计算结果表明,该挡土墙在不同工况下抗滑和抗倾覆稳定安全系数均大于允许值,符合实际情况,可为类似工程提供参考。     

基于有限元的挡土墙主动土压力分析及经验计算

在挡土墙绕墙底转动模式下,基于有限元方法建立了有限元计算模型,研究了位移量、填土内摩擦角、变形模量等对塑性区及土压力分布的影响,考虑内摩擦角逐步发挥的基础上,对计算土压力的经验公式进行改进,并将其计算结果与有限元结果进行比较。结果表明,采用改进的经验公式得到的非极限状态的计算结果与有限元结果整体一致,从而验证了改进经验公式的合理性。