深挖方边坡挡土墙抗滑稳定计算分析

目前,对于填土为粘性土且填土面或墙背面轮廓复杂的挡土墙,设计规范中还没有特定的公式求解墙后土压力。文章采用《土力学》书中介绍的图解法和《水工挡土墙设计规范》土压力计算章节中的公式联合求解,分别计算填土为粘性土且填土面为水平面与斜坡面组合时的挡土墙墙背上的主动土压力。通过计算分析得:公式联合求解与图解法相比求得的挡土墙稳定安全系数仅相差了1.5%,所以在实际工程中两种方法均可采用,图解法较公式法更加简便,公式法较图解法计算结果更加保守。但是当墙后填土由性质不同的土层组成时,图解法受到限制,需采用公式联合求解。     

基于对数螺线型滑动面的挡土墙土压力计算

尽管古典的库仑和兰金土压力的假定中有一些明显的缺陷，但由于使用方便，目前仍在工程中得以广泛使用，假设挡土墙后土体滑动面由一段对数螺线和直线构成，由解析法给出土压力的计算公式，对于墙背垂直的挡土墙，推导的公式既可考虑粗糙的墙背（δ≠又可用于填土为c、φ鹣有的土类。相对库仑和兰金土压力理论而言，既可提高其计算精度，又能拓宽其适用范围，因而是对库仑和兰金土压力理论的修正。     

浅论浸水挡土墙的土压力计算法

为了使挡土墙的设计经济汉土墙主要承受土压力作用,在浸水条件下,挡土墙还要承受水压力作用,同时土压力还将减小.以衡重式挡墙为例,从极限平衡理论出发,推导了无粘性填土在浸水条件下用力多边形法计算土压力公式;结合具体工程实例,对延长墙背法和力多边形法进行了比较.计算分析表明,对墙背倾角不大的衡重式挡墙下墙土压力计算,采用延长墙背法是较合适的,不仅方便且偏于安全.同时指出,在有些情况下采用延长墙背法时需要修正.     

空箱扶壁式翼墙铅直墙背加筋填土受力研究

浦河泵站进、出水池翼墙都为墙背铅直的高回填土空箱扶壁式结构,进水池翼墙后无加筋填土,出水池翼墙后有加筋填土.经典的力学理论对墙后土压力的计算很难给出一个符合实际的计算值.实际监测成果表明:当墙体的刚度较大且墙后无加筋填土时,墙后土压力在静止土压力与朗肯主动土压力之间;墙后加筋填土时,侧向土压力沿墙高近似呈三角形分布,加筋填土对墙体下部所受侧向土压力有十分明显的减小效果,用朗肯主动土压力进行设计计算是偏于安全的.     

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。     

倾斜挡墙黏性填土非极限主动土压力计算

朗肯理论局限于求解墙背铅直且光滑,墙后填土位移达到极限状态的土压力,因而开展倾斜粗糙墙背的非极限主动土压力的理论研究具有重大意义。将墙后黏性填土滑裂体分为弹性区和塑性区两部分,并基于非极限状态下的虚功原理,建立了能量守恒方程,推导了张拉裂缝深度及潜在滑裂面的解析式。在此基础上,考虑了土拱效应,并通过摩尔应力圆,得到了水平应力、竖向应力的表达式,由水平层分析法建立受力平衡方程,推求了倾斜挡墙黏性填土非极限主动土压力分布、合力大小、合力作用点深度的理论表达式。当满足朗肯假设时,朗肯裂缝深度、滑裂面倾角、合力值为其特解。由两例模型试验验证了公式的合理性。研究表明:张拉裂缝深度与填土内摩擦角φ_m、填土黏聚力c_m、墙土摩擦角δ_m、墙土黏聚力c_wm、墙体位移比η呈正相关,与墙背倾角ε呈负相关。潜在滑裂面倾角大小与c_m无关,随ε、φ_m、η的增大而增大,而δ_m、c_m对其影响则相反。墙背光滑时,土压力近似呈线性分布,合力作用点深度与朗肯解接近;墙背粗糙时,土压力则呈凸曲线分布,上部本文解大于朗肯解,下部反之,其大小随η、φ_m、c_m的增加而减小,峰值随ε的减小而有所提高,c_wm对其影响甚微,合力作用点深度仅在俯斜式挡墙发生较大位移时才可能低于朗肯解。     

高填土空箱扶壁式翼墙铅直墙背受力测试研究

通过原型监测对某泵站高回填黏土翼墙铅直墙背的受力状况及侧向土压力沿墙高的分布规律进行了研究。实测结果表明：泵站通水前墙后士压力随着填土高度的增大而增大，土压力沿墙高近似呈三角形分布；泵站通水后，中下部土压计测值增长较快，土压力分布在墙的中下部呈“鼓肚”状，这主要是墙后地下水位升高，地下水向上渗流的结果。对类似的高回填土挡土墙，建议设计时参照静止土压力公式进行墙后土压力的计算，静止土压力系数取0.45为宜。     

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。     

圆弧形挡土墙的整体计算

1982年第5期《水利水电技术》载有胡乐山同志《圆弧形挡土墙主动土压力计算》一文(以下简称“胡文”),文中在墙背是竖直的光滑面,墙后回填土为单一土质,填土面为水平面的基本假定的条件下,对主动土压力公式     

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...     

岩石边坡侧压力计算模式

岩石边坡侧压力与挡土墙后岩石的产状、结构面物理性质、局部填土等因素有关,探讨了无外倾结构面稳定岩石边坡、外倾结构面岩石边坡、折线滑动岩石边坡等情况下侧压力的计算方法和适用条件,对墙后有限范围填土,推导出了适合库仑条件的临界破裂角公式,建立了有限填土土压力计算模式.     

黄河故道涵闸翼墙高坡组合面填土土压力浅析

黄河故道涵闸工程位于盐城市黄河故道两侧堤防的防洪线上,设计时考虑将翼墙墙顶高程做与青坎同高,墙后1∶4坡状填土到堤顶。墙体挡土高度为5 m,墙顶到堤顶高差为5 m,填土高差值为1倍,该情况已经超出了规范的理论公式范围。针对这一情况,采用有限元数值模拟法、最大值连线法、无穷坡法展开研究并进行了对比分析,最终对高坡组合面填土墙后土压力取值提出了合理建议,同时指出,为确保工程安全,实际设计中应按折衷法计算土压力。     

RB位移模式挡土墙非极限状态被动土压力研究

针对绕墙底转动模式挡土墙,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,采用水平层分析法,研究该(0.31~0.36)模式挡土墙非极限状态被动土压力。研究表明:绕墙底转动模式的挡土墙非极限状态被动土压力近似呈折线分布,合力作用点到墙底的距离为(0.31~0.36)倍墙高。     

地震作用下挡土墙主动土压力的简化计算方法

基于Mononobe-Okabe理论的基本假设,考虑了填土表面开裂及挡土墙墙背与填土间的黏着力,得到了改进的地震主动土压力计算公式.在此基础上,提出了一种地震主动土压力的简化计算方法.理论分析及算例分析结果表明:在一般地震荷载下该简化方法计算结果略大于改进Mononobe-Okabe方法的计算结果,对挡土墙设计是偏于安全的.该简化方法计算简便,结果可靠,便于推广.     

非极限状态下有限土体土压力计算方法探究

基坑工程中有限土体土压力的计算问题因支护结构的位移控制比较严格,需要考虑非极限状态土压力理论,而以往的研究大多是关于砂性有限土体在非极限状态下土压力理论的探讨,且相关计算方法仍然是基于传统的朗肯土压力理论,事实上对于不满足半无限边界条件的有限土体,朗肯土压力理论是不适用的。对于不满足半无限边界条件的黏性土有限土体,在已有研究的基础上,对墙后梯形滑动楔形土体进行分块处理;采用水平薄层法分别对其进行分析,并考虑黏性土体内摩擦角和黏聚力发挥值以及墙土之间外摩擦角和黏聚力发挥值与位移的关系,构建在非极限状态下黏性土有限土体土压力强度的微分方程;再通过推导得出黏性土有限土体在非极限状态下的土压力强度计算公式。与实际算例实测结果对比分析表明:自填土表面至基坑一定深度范围内,计算值较实测值偏大;而在一定深度以下范围内,计算值与朗肯土压力计算值差异明显,而与实测值的符合程度较好。综合来看,所提出方法是合理可行的,可供相关设计参考。     

斜墙背挡土墙后大主应力拱及被动土压力分析

根据莫尔应力圆,研究墙背倾斜、粗糙的挡土墙墙背土体在被动状态下,主应力方向和应力比值的变化;对墙后大主应力拱进行理论分析,确定挡土墙的被动侧土压力系数;利用水平微分单元法,计算挡土墙的被动土压力.结果表明,墙背变缓时,墙背土体的小主应力方向逐渐趋近于竖直,其垂直应力减小,水平应力增大;大主应力拱为上凸曲线;被动土压力呈曲线分布,合力作用点高度随墙背坡角而变,合力与库仑解相等.     

重力墙墙背堆石压力的计算讨论

重力墙主要是依靠其自重来保证土压力作用下的稳定。目前，重力墙墙背的堆石压力的计算方法是建立在库仑极限平衡理论基础上的．为简化计算．并采用破裂面为平面的假定。本文综合考虑了空库和蓄水情况，介绍了相应情况下重力墙墙背上堆石压力的计算原理及方法。     

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。     

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。     

挡土墙背摩擦角为负的被动土压力研究

在平面滑裂面假设的基础上,利用散粒体Ktter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时不同,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。