对“挡土墙土压力研究的错误倾向”讨论的答复

正《岩土工程学报》编辑部分别于2016年10月21日和11月9日先后转来娄培杰博士及吴明副教授对原文~([1])的讨论稿,首先感谢两位青年学者参与相关问题的讨论,讨论之目的就是为了探求真理,揭示谬误。为了方便读者理解,首先从相同力学基本概念解惑答复,再答复讨论稿的特定问题。1土拱和土拱效应力学概念拱的力学概念和土场中潜在拱的力学作用效应早已被人们认知,1884年英国科学家Roberts发现粮仓效应最早提出了     

挡土墙土压力研究的错误倾向

针对目前挡土墙土压力研究的错误舆论倾向和学术影响普遍问题,以澄清挡土墙土场中土拱及土拱效应基本力学概念为切入点,剖析沿主应力轨迹线建立的侧土压力系数随墙壁摩擦角的变化规律与经典库仑土压力系数规律悖逆,指出两者的差异越大水平土压力分布曲线影响越大,这种差异的存在正是主应力土拱计算法自认为的土拱效应,也正是其最大的谬误所在。根据微分层平衡条件导出的水平土压力分布计算公式数学原理,揭示了只要采用此方法又得出土压力为曲线分布的任何理论,必然是悖逆经典土压力理论且存在前后土压力系数自相矛盾的谬论。     

膨胀土填料挡土墙土压力问题的讨论

通过一些实验材料，根据膨胀土的物理力学性质，就膨胀土对挡土墙土压力的影响以及计算做了分析，提出了一些减小挡土墙上膨胀土压力的有效措施。     

悬臂式挡土墙主动土压力研究

在填土水平且无粘性条件下,通过水平微元法推求悬臂式挡土墙后四边形滑动土楔形成的主动土压力,得到主动土压力合力作用点高度以及方向的变化规律,并利用数值分析方法得出破裂面倾角的计算公式。结果分析表明：主动土压力系数随土体内摩擦角和墙体倾角的增大而减小,墙土摩擦角的影响较小;计算所得主动土压力小于朗肯、库伦土压力;主动土压力呈凸曲线型分布,作用点高度大于三分之一墙高。     

关于“盾构隧道施工松动土压力计算方法研究”的讨论

<正>《岩土工程学报》2014年第9期刊登了题为盾构隧道施工松动土压力计算方法研究[1]的文章(以下称之为原文)。原文提出了一种可以考虑地层损失和管片刚度的松动土压力计算公式,这一研究内容既新颖也有很强的工程应用价值。不过,原文所给出的研究方法尚存在一些问题,笔者在此提出这些问题,欲与其他学者探讨。(1)位移曲线与土拱曲线是两个概念,因而基于拱顶位移得到的主应力旋转角θ是错误的。主应力旋转角θ是原文的主要参数,也是原文理论成立的     

刚性挡土墙主动土压力的试验研究

本文扼要地评述了这一课题国内外的研究情况,指出了关键问题在于至今还未弄清土压力的分布规律、小大及其影响因素。为此,对砂土填料在挡土墙平移情况下进行了土压力试验,以及对粘性土填料在挡土墙平移、绕墙底转动和绕墙顶转动情况下进行了土压力试验。通过试验,对土压力的非线性分布规律及其影响因素有了新的重要的认识,这将有助于发展新的挡土墙土压力理论。     

某挡土墙土压力有限元分析

利用有限元程序ANSYS,对某挡土墙土压力进行了数值模拟分析.考虑了土颗粒的弹塑性本构关系,对墙土接触面采用接触单元contact172和target169模拟.研究了条形超载、填土弹性模量、重度及内摩擦角对墙后土压力的影响.计算表明:土压力沿墙背呈凸曲线分布,接近墙踵处出现峰值.超载及填土重度使挡墙土压力增大,填土弹性模量及内摩擦角对土压力影响不大.     

挡土墙土压力非线性分布解

本文推广了苏联卡岡(М.Е.Каган)提出的挡土墙土压力非线性分布的计算方法,得到了填料面为单一斜坡、任意墙背坡度下土压力与土压力分布、合力作用点等的计算公式。论证了这一方法与一般库仑方法的异同点;证明了这一方法与前人的一些实验结果甚为接近,是对库仑理论的合理改进。     

挡土墙背土压力作用点位置

挡土墙背主动土压力作用点高度大于而不是等于或小于挡土墙高度的三分之一．土压力作用点位置应根据土压力作用线通过滑动土换的质心这一特性而不是根据上压力强度呈线性增大这个规律来确定。     

刚性挡土墙主动土压力分析

运用条分法,通过单元条块的平衡条件,推导出曲面滑裂面下刚性挡土墙面主动土压力分布,并同库仑土压力理论计算结果进行比较。由计算结果可以看出,库仑主动土压力理论计算的土压力偏小,只有当挡墙面直立和光滑时,墙上土压力分布才为直线型。