衡重式桩板挡墙受力特性模型试验研究

衡重式桩板挡墙是一种新型支挡结构。相比悬臂式桩板墙、桩锚结构等支护形式,其施工更方便,造价更低,且造型更美观。鉴于该结构的特殊性、复杂性及其构造上存在的多个可变因素,该结构的受力特性尚不明确。为此,基于相似理论,以衡重式桩板挡墙的一般形式为原型,通过多组几何比例7∶1的模型试验,研究了衡重式桩板挡墙结构的土压力分布模式。由试验结果得出：①卸荷板下土压力为零;②桩前抗力建议使用m法计算;③整体结构的受力模式与土压力计算模式。     

衡重式加筋土路肩挡墙土工离心模型试验研究

以某山区公路旧路拓宽改造工程中新建的衡重式加筋土路肩挡土墙为原型,设计了4组模拟墙体实际位移形态的土工离心模型试验,讨论了墙后土体压实度和土中加筋对墙背土压力和路基填土变形的影响规律。试验表明：①墙后土体加筋对减小墙背承受的土压力作用随填土压实度的提高而趋于明显,主要影响区域位于上墙背的下半部分,压实度由88%增至95%会引起上墙背土压力分布由近似线性增大演化为折线型变化;②衡重台对其上覆填土存在托举效应,致使下墙背的土压力大幅减小,其影响范围约为衡重台以下约1/3下墙高度;③墙后土体加筋能提高路基填土的抗变形能力,减小因墙体侧向位移引起的填土表面下沉,对降低新旧路基间的不均匀变形效果显著。     

基于模型试验的衡重式桩板挡墙内力变化规律研究

衡重式桩板挡墙由于设置卸荷板,改变了上部肋柱与下部桩身的弯矩分布,优化了挡墙内力,挡墙内力变化规律的研究有助于该结构设计参数的合理选取,为墙身配筋计算提供依据.设计了模型与原型尺寸比为1:7的衡重式桩板挡墙模型,通过卸荷板埋深与宽度不同组合18组模型试验,分析挡墙内力的变化规律.结果表明:①板埋深相同时,随着板宽的增大...     

基于模型试验的衡重式桩板挡墙减荷效应研究

衡重式桩板挡墙利用减荷板的减荷作用,减小了挡墙下部的土压力,改善了结构的受力状态,优化了挡墙的内力分布。从模型材料的选取、模型结构和尺寸的确定、模型加载和测量系统的布置等方面设计了相似比为7∶1的试验模型,对比分析不同减荷板宽度与埋深以及有、无减荷板时挡墙上土压力的测试数据,结果表明:1)减荷板对挡墙主动区土压力具有显著的减荷效应,减荷板埋深附近减荷程度最为明显; 2)减荷板对桩前上部(0～0. 5L,L为桩长)被动区土压力具有明显的减荷效应,最大减荷超过一半,对桩前下部(0. 7～0. 88) L至桩底被动区土压力不产生减荷效应; 3)相同板埋深时,主动区土压力合力的减荷比随板宽的变化发生较大变化,被动区土压力合力的减荷比随板宽的变化呈波状变化; 0. 6 m板宽时,两者减荷比均达到最大,试验最佳板宽取0. 6 m,板宽有上限值; 4)相同板宽条件下,板埋深0. 9 m时,主动区土压力合力的减荷比最大;最佳板宽条件下,板埋深0. 9 m时,被动区土压力合力的减荷比最大,减荷板最佳板埋深取0. 9 m。     

砂土中挡墙不同变位模式主动土压力模型试验

针对刚性挡墙不同变位模式,对基坑开挖过程中土体作用于墙上的主动土压力进行模型试验研究。试验模拟了在平移(T模式)、绕墙趾转动(RB模式)和绕墙顶转动(RT模式)3种基本刚性变位模式下挡墙土压力的变化,得到了墙背主动土压力的基本规律。试验观察发现,挡墙平移时,主动土压力呈重心下移的抛物线形,挡墙变位最大位移约0.002H时达到极限平衡状态;挡墙绕墙趾转动时,主动土压力近似呈三角形分布,约0.0035H时达到极限平衡状态;挡墙绕墙顶转动时,主动土压力呈上部大而下部小的抛物线形,约0.0025H时达到极限平衡状态。本文还将得到的主动土压力规律进行简化,得到了3种基本变位模式下的主动土压力简化图,对工程实践具有指导意义。     

基坑工程柔性挡墙土压力计算方法

基坑工程中作用在围护结构上的土压力常随结构的挠曲变形而变化 ,现用指数函数来描述这种关系 ,并应用到改进的弹性地基梁法中。     

基于模型不确定的挡墙土压力计算

基于模型不确定性土压力问题,从滑动土体整体静力平衡方程出发,推导了一般情况下土压力泛函极值等周模型,包含了主动和被动极限状态两种情况。通过引入坐标变换对土压力变分问题进行求解,得到了滑裂面函数和沿滑裂面分布的法向应力函数,将土压力的求解进一步转化为以两个拉格朗日常数为未知量的函数的极值问题。在函数Ф随作用点位置系数ξ的变化曲线中,可以找到一段Ф=0的水平直线段,此直线段即为合理作用点位置系数范围,由此可以确定对应的土压力范围。通过算例对主动和被动两种情况予以说明。计算表明,作用点位置系数存在上下界限值,且分别对应土压力最大值和最小值及对应的滑裂面。土压力的大小和作用点位置依赖于挡墙变位模式,作用点位置系数上下限处所对应的土压力构成的数值范围,包含了各种挡墙变位模式下的土压力。通过本文提出的方法可以得到挡墙不同变位模式下,土压力大小和作用点位置的区间估计,以便为工程设计人员选用。     

扶壁式挡墙前墙土压力及其内力分布探析

结合实际案例,利用ANSYS建立实体模型,在充分考虑结构与土体相互作用的前提下,分析扶壁式挡墙前墙土压力的形成原因及其内力分布,同时对比规范方法,研究不同肋板间距对计算结果的影响。     

刚性挡墙上土压力不确定性的计算研究

土压力发生条件提供的不充分性和土层分布的空间特性是造成刚性挡墙上作用的土压力不确定性的两个主要因素。在计算上,前者表现为土压力计算模型的不确定性;后者则表现为土体计算参数的不确定性。就土压力不确定性问题而言,较为合理的方法是用一定的区间范围在理论上对土压力给出恰当的估计,尽可能地包括所有可能情况下挡墙受到的作用力,供给工程设计人员选用;而对于模型不确定性和参数不确定性两类问题,需要借助于不同的数学方法确定相应土压力的合理区间范围。基于极限平衡变分法,将土压力的泛函极值问题转化为确定带有约束的函数的极值问题,研究了因墙体变位模式引起的土压力计算模型的不确定性。采用区间分析的方法,以挡墙垂直、墙背光滑情况下的Coulomb公式为例,探讨了区间运算和实函数的区间扩展形式,初步分析了土压力计算因力学参数不确定带来的不确定性问题。文中的思路对于岩土工程中其它不确定性问题的研究也提供了很好的借鉴。     

刚性挡墙被动土压力模型试验研究

为了研究刚性挡墙被动土压力的形成机理 ,介绍了一个试验模型的制作 ,通过模型试验对砂土在不同变位情况 ,即墙体的平移 (T模式 )、绕墙顶上某点转动 (RTT模式 )和绕墙底下某点转动 (RBT模式 ) ,得出刚性挡墙被动土压力的试验结果 ,最后分析了不同变位条件下被动土压力的变化规律。     

挡墙土压力及其分布影响因素的研究

利用依托工程完整的挡墙温度、位移和土压力观测资料研究了挡墙土压力及其分布的影响因素,首先利用实测资料反演分析确定了计算参数,继而进行挡墙温度应力仿真分析,研究了挡墙所支挡的堆石体高度、挡墙位移和气温对挡墙土压力及其分布的影响,指出在挡墙所支挡的土石体作用基本不变的情况下,气温是影响挡墙土压力分布的重要因素,进一步揭示了挡墙的工作机理和挡墙土压力周期性变化的原因。     

车辆荷载下饱和路基挡墙主动土压力计算

山区公路沿河路基的地下水受河水影响处于动态变化中,路基地下水的渗流条件、车辆荷载等必然影响作用于路基挡墙的主动土压力的大小。基于Coulomb土压力理论的基本假定,在对沿河路基及挡土结构物结构进行合理简化的基础上,结合我国现行有关规范,针对沿河路基排水系统沿墙-土界面布置、沿路基填土底部布置和排水系统完全失效3种情况,分别推导了作用于路基挡墙上的主动土压力的计算公式。讨论了路基填土的有效内摩擦角和饱和重度、墙-土界面摩擦角和车辆荷载等对主动土压力系数的影响。指出在确保路基排水系统有效性的前提下,沿路基填土底部布置排水系统的方案优于沿墙-土界面布置的方案;杜绝超载车辆运行对确保沿河路基稳定具有重要意义。     

平移模式下挡墙非极限土压力计算方法

在考虑挡墙平动位移效应和内摩擦角折减系数的基础上,利用薄层斜条分法,提出墙后填土为无黏性土时挡墙非极限主动和被动土压力计算公式。为验证该方法的可行性,对平移模式下挡墙进行主动和被动土压力模型试验,并利用该方法对2个模型试验进行计算分析。试验及计算结果均表明:不同s/sc比值情况下,主动土压力随深度增加表现出先增大后减小的趋势,且在0.6H(H为挡土墙高度)位置与库仑土压力曲线出现交点;被动土压力沿深度非线性增大,但其值均小于库仑被动土压力值;主动土压力合力作用点位置均高于库仑土压力合力作用点,而被动土压力合力作用点位置均低于库伦土压力合力作用点,并且随着s/sc比值的提高差距越大。     

衡重式挡墙处治山区公路路基垮塌病害实例

以国道319线黔江段山区公路路基垮塌应急处治工程为例,分析了衡重式挡土墙用于处治山区公路路基病害的可行性。处治工程竣工后投入使用已近三年,期间经历了2007年重庆百年一遇降雨和2008年汶川特大地震,工程完好无损,表明处治工程措施科学合理,工程效果良好。     

考虑土拱效应的刚性挡墙主动土压力计算方法

基于极限平衡理论,考虑土拱效应引起的挡土墙后小主应力偏转,将圆弧形小主应力偏转轴近似为直线形。通过改进水平薄层单元法,提出沿圆弧形小主应力拱割线方向划分微分单元进行主动土压力计算的新方法。并推导出平动刚性挡墙以及墙后土体为无黏性土时的主动土压力强度、合力大小及合力作用高度的理论公式。研究了土体内摩擦角、墙土摩擦角、滑裂面倾角参数对主动土压力强度和合力作用点高度的影响。最后通过实例以及与其他方法的比较验证了该方法的适用性。     

某公路衡重式高挡墙病害分析与处治

本文对某衡重式挡土墙典型病害情况进行了分析和讨论,找出了病害产生的原因,通过数值模拟计算分析了此类挡墙的变形及受力特征,发现墙体范围内将有两处出现拉应力区,易发生开裂破坏,得出了此类挡墙顶部以上填土高度不宜大于6.0m,最高不应大于8.0m的结论。在深入分析和计算的基础上,制定了有针对性的加固处治方案,本文所得到的结论对此类挡土墙的处治有一定的借鉴意义。     

衡重式桩板挡墙整体滑移离心试验研究

通过离心模型试验对衡重式桩板挡墙的整体滑移过程进行研究。试验表明:1)在结构发生整体滑移的同时,还产生了第一、第二破裂面,且整体滑移线恰好通过桩底;2)第一破坏面基本是沿着土层的主动破坏面滑动;第二破坏面通过卸载板端向地面延伸,其与卸载板间接近垂直;3)产生第一破坏面的原因是试验中桩前土体的强度过低,因此在衡重式桩板挡墙的设计计算过程中,应进行地基承载力的验算。     

格构式土钉挡墙

通过设计实例说明土钉墙用作永久性挡墙的计算方法,构造处理和施工要求,以充分发挥这项新技术的经济实用,牢固可靠和结构占地小的优点。     

考虑变形影响的重力式挡墙地震土压力分布

利用汶川地震丰富的近场实震资料,分析总结了地震作用下挡墙的变形破坏模式,指出挡墙的变形模式与地基基础关系最为密切。位于岩质地基上的挡墙主要发生倾斜变形,位于土质地基上的挡墙则主要发生推移变形。在此基础上,基于温克勒地基模型,将土体看做是一系列弹簧和理想刚塑性体的组合体,分析得到了不同变形模式下挡墙地震土压力及其合力作用点的计算方法。结果表明：不同变形模式下挡墙的地震土压力分布特征各异,除平移模式外,其余变形模式下挡墙地震土压力随深度都呈非线性分布;位于岩质地基上的挡墙发生变形后地震土压力的合力作用点要比土质地基上的挡墙高。通过开展位于岩质地基和土质地基上挡墙的振动台模型试验,对文中提出的挡墙地震土压力计算方法进行了验证,发现试验结果和理论分析结果较相吻合。     

模拟地震荷载作用重力式挡土墙土压力的模型试验

为了维护边坡稳定,在工程建设中常需要设置支挡结构。重力式挡土墙是我国应用最广的支挡结构型式之一。作用于挡土墙上的土压力是支挡结构设计中的主要荷载。对于在地震时挡土墙的土压力问题,以往研究得较少,国外有美国Serif和日本市原松平等人曾做