考虑变形非线性影响的有限土体土压力计算模型

分析了墙后有限土体的破坏模式及位移特征。对墙后土体梯形滑动楔体进行分区处理,分别采用薄层单元法建立了极限状态土压力强度一阶微分方程,导出了有限土体极限土压力理论公式。在此基础上,考虑土压力的非极限状态与极限状态的关联性,建立了土体位移与土压力的关系式,提出了考虑土体位移非线性影响的有限土体土压力计算模型。该模型可考虑围护结构挠曲变形等非线性位移对土压力发挥的影响,且参数简单物理意义明确。与试验实测数据对比表明,该方法相比规范方法更接近于实测值,可供相关设计计算参考。     

考虑变形非线性影响的有限土体土压力计算模型

分析了墙后有限土体的破坏模式及位移特征。对墙后土体梯形滑动楔体进行分区处理，分别采用薄层单元法建立了极限状态土压力强度一阶微分方程，导出了有限土体极限土压力理论公式。在此基础上，考虑土压力的非极限状态与极限状态的关联性，建立了土体位移与土压力的关系式，提出了考虑土体位移非线性影响的有限土体土压力计算模型。该模型可考虑围护结构扰曲变形等非线性位移对土压力发挥的影响，且参数简单物理意义明确。与试验实测数据对比表明，该方法相比规范方法更接近于实测值，可供相关设计计算参考。     

非极限状态主动土压力的研究

 针对刚性挡土墙,推导了非极限状态摩擦角与相对位移之间的关系式,分析了最不利情况下墙后土楔的受力情况,得到非极限状态主动土压力计算公式,较好地解释了平动位移模式下的主动土压力分布性状。并通过室内模型试验进行了验算。文中仅对砂性土主动土压力进行研究。     

绕墙底转动挡土墙非极限状态主动土压力计算

挡土墙绕墙底背离土体转动时,墙背各点的位移不同,相应位置的土体内摩擦角发挥值不同,据此研究绕墙底转动位移模式挡土墙非极限状态主动土压力的计算。结果表明,绕墙底转动位移模式挡土墙非极限状态主动土压力呈凹曲线分布,墙顶位移增大,土压力系数和土压力整体减小,合力作用点降低,均在墙高的下三分点以下。     

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。     

基坑支护结构上土压力计算方法

近年来,随着我国大规模建筑基坑和地铁、地下商业等地下工程的蓬勃发展,基坑支护结构设计计算中许多问题逐步凸现出来。在基坑支护结构设计中,支护结构上的水土压力计算问题是重中之重,直接关乎一个基坑的安全;针对不同地质情况、选用合理的计算方法是基坑支护结构设计成败的关键。一、影响支护结构上土压力的若干因素现行《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012中规定基坑开挖过程中,支护结构上的水土压力按朗肯经典土压力理论计算，但通过工程实例检验，其支护结构内力监测值与用朗肯土压力理论计算出的数值有很大不同。     

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。     

基于不同破裂面类型的挡土墙土压力的分析计算

挡土墙库伦土压力计算受墙后填土形状、填土之上荷载分布及大小的影响,其计算公式不唯一。文章针对墙后填土不同破裂面的类型,分类讨论并总结梳理各类情况下挡土墙破裂角及土压力计算公式,并在实例解析中通过了北京理正岩土软件验证,为初学者提供学习的方向和思路。     

土体参数对改良黄土边坡变形的影响

为了探讨固化剂SH改良黄土边坡的物理力学参数对边坡变形的影响,以山西太原的湿陷性黄土为研究对象,进行了直剪试验,测得了不同含水率下改良黄土的内摩擦角和黏聚力;并以此试验数据为依据,基于有限元ABAQUS软件分析了不同含水率、弹性模量和泊松比对边坡变形的影响。研究结论显示:固化剂SH能明显提高黄土的抗剪强度;含水率对改良黄土边坡变形的影响较大,但泊松比对改良黄土边坡变形几乎没有影响。研究结论为固化剂SH在黄土地区的推广使用提供了一定的参考价值,并对实际边坡工程的设计、治理提供了理论依据。     

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。     

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。     

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...     

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。     

静止土压力系数的计算方法及影响因素分析

岩土工程领域的结构物设计,作用在其上的侧向土压力是一个重要参数,该参数确定的准确与否,直接影响工程设计的优劣或成败。规范中能够考虑的影响因素较为单一,面对复杂的设计工况,工程师很难做到针对性分析。为解决这一不足,使工程师在设计过程中面对静止土压力状态计算时能有的放矢而非一味照搬规范公式,首先从纵向历史轴线上对静止土压力系数计算方法的研究进行梳理和总结,进而从土体应力历史和空间几何特征两个方面,分别开展其对静止土压力系数的影响研究。研究成果认为,设计中可采用Jaky简化公式,同时考虑被支挡土体的应力历史和空间几何特征的影响,并提供了定量分析方法。结论不仅可指导实际工程设计,还可为后续相关领域的研究提供必要的技术支撑。     

考虑各向异性的土压力离心模型试验研究

挡土墙后填土通常具有一定的强度各向异性,但目前的土压力计算方法通常将其简化为各向同性材料。为揭示强度各向异性对主动土压力的影响规律及其机理,采用椭圆形截面的金属棒堆积形成二维粒状材料,并针对这种二维粒状材料研制了主动土压力的离心模型试验设备与测试技术。初步试验表明,墙后填土的强度各向异性对主动土压力沿墙高的分布规律有一定影响。随填土沉积面倾角增加,主动土压力的合力作用点逐渐向挡墙底部靠近。此外,墙后主动土压力受填土强度各向异性影响的程度可能达到40%。     

地震条件下挡土墙被动土压力及其分布的微分薄层计算方法

基于微分薄层法思想推导出被动土压力沿挡土墙墙高的非线性分布公式,研究了地震条件下分层土挡土墙被动土压力的计算方法。文中以墙后均匀填土挡土墙为例计算被动土压力,经与朗肯、库伦土压力理论公式的计算结果比较,有很好的吻合性。文章对被动土压力的分析和计算方法,突破了以往所研究的解析解均是针对单一、均质、各向同性填土的限制,可适用于多层不同性质填土的挡土墙被动土压力的计算。而文章计算得到的被动土压力合力的作用点位置低于朗肯、库伦被动土压力合力作用点位置,与以往多位学者相关研究的结论一致,也应该引起注意。更多还原