关于“改进的库尔曼图解法及其在土压力计算中的应用”的讨论

 库尔曼图解法是一种遵循库伦土压力理论的原理、以图解方式确定土压力的方法。这种方法的优点是能用于地面不规则和填土面有荷载的情况(在这些情况下库伦土压力公式不适用),这种方法的缺点是计算和作图工作量大、精度较差。因此,当计算情况在库伦土压力公式适用范围内时,计算者考虑采用库伦土压力公式计算土压力而不会考虑采用库尔曼公式;只有当计算情况不在库伦土压力公式适用范围内时,计算者才会考虑采用库尔曼图解法。显然,在不减小库尔曼图解法适用范围的条件下,我们欢迎各种旨在减小计算和作图工作量、提高精度的改进库尔曼图解法的探索。《岩土工程学报》2003年第2期刊登的“改进的库尔曼图解法及其在土压力计算中的应用”一文     

改进的库尔曼图解法在折线坡土压力计算中的应用

为简化折线形土坡的库尔曼图解法，在王奎华直线形土坡简化方法的基础上，以挡土墙后二折线、三折线土坡为分析模型，以库伦土压力理论为基础，根据几何三角形与力矢三角形相似的关系对折线坡的库尔曼图解法进行了改进，提出了一种新的土压力图解法。和原库尔曼图解法相比，改进后的方法无需计算滑动土体的自重和逐一按比例尺量取线段表示滑动土体自重，计算量小，作图简便，所得结果更加精确。     

900t/d浮法玻璃厂均化库挡墙库尔曼图解法

简要介绍了挡土墙主要形式及挡土墙计算的要点,通过对库伦理论与朗肯理论的比较,明确2种理论在工程使用的范围及其局限性。通过库尔曼图解法阐述了均化库挡墙主动土压力过程,说明库尔曼图解法在实际工程中运用的范围及其重要意义。     

基坑工程桩墙结构主动土压力研究

基于极限平衡理论,利用单元分层法对基坑工程桩墙围护结构（水泥搅拌桩、地下连续墙等）主动土压力作了详细分析,推导出新的主动土压力强度、主动土压力系数的理论公式。对比朗肯、库伦主动土压力公式,结果表明新的主动土压力理论公式计算值较库仑主动土压力公式计算值略小。通过与室内砂土悬臂结构土压力实测值比较,表明采用本文方法计算的主动土压力更加接近实测值,具有较好的工程指导意义。     

考虑土拱效应的挡土墙主动土压力分布

假定挡土墙后土体小主应力拱为圆弧,考虑墙土摩擦角变化对挡土墙后土体滑裂面倾角的影响,分析表明,土拱形状与现有方法有明显差异,并得到了对应不同内摩擦角和墙土摩擦角的侧土压力系数,将其用于水平微分单元法求解平动模式下的挡土墙主动土压力,给出了挡土墙主动土压力强度、土压力合力和合力作用点的理论公式,并与库仑土压力理论、模型试验数据和已有方法进行比较分析。结果表明:挡土墙主动土压力强度与模型试验结果基本吻合;土压力合力与库仑土压力合力相等;但土压力合力作用点和土压力强度计算结果有明显差别。     

修正的库仑主动土压力计算方法

为了寻求一种简单明了且适应边界条件较广的土压力计算方法,引入土体半无限平衡理论,改进了库仑土压力理论。首先,假定了过墙踵点的假想直立墙背,基于半无限平衡条件的朗肯理论给出假想墙背的主动压应力,然后通过假想墙背与真实墙背之间楔形体的极限平衡分析,提出真实墙背的主动土压力计算方法。根据真实墙背的摩擦条件,分别推导出了两种条件下的计算公式。通过算例对比得出了本文方法的适用性,并分析了该方法的参数敏感性。计算结果表明:本文方法土压力值与用库仑理论计算值相比误差在±5%以内,满足工程的精度要求,且在计算参数正常取值范围内,较库仑土压力原理计算值较小,可以作为库仑主动土压力计算方法的一种等效计算法。     

考虑位移影响刚性挡土墙主动土压力分析

基于库仑土压力理论和Dubrova压力重分布法,提出一种改进的重力式挡土墙主动土压力分析方法。该方法能反映挡土墙变位模式和位移大小的影响,还能考虑和挡墙位移相关的墙后填土发挥的内摩擦角对土压力分布的影响。分析结果表明,随着挡土墙顶位移的增大,墙后填土达到极限平衡状态的区域逐渐增大,墙后土压力逐渐减小;只有当墙顶位移充分大时,才能达到库仑主动极限平衡状态,相应的土压力等于库仑主动土压力。     

黏性土求主动土压力的库尔曼法及应用

基于库仑理论的平面滑裂面假设,利用库尔曼图解法求无黏性土土压力原理,考虑滑裂面上填土的黏聚力和填土与挡土墙背之间的黏着力,推出求黏性土主动土压力的新方法。方法可以使用假定滑裂面的方式进行编程试算从而求得主动土压力及破坏面倾角。采用VB.net为开发平台编制了程序。计算显示该方法易于实现且精度高,原理简单,便于推广应用。     

双剪统一强度理论在土压力计算中的应用

基于双剪统一强度理论 ,将挡土结构与土相互作用问题视为空间问题 ,推导出了黏性土与无黏性土的主动土压力与被动土压力的计算公式 ,并讨论了加权系数b对主动土压力的影响。为验证公式的可行性 ,通过工程实例将计算结果和采用朗肯土压力理论所得的计算结果及实测结果进行了对比 ,对比表明 :朗肯土压力理论所得的主动土压力偏大 ,当b =0 .5时 ,采用公式所得结果比朗肯土压力理论所得结果更接近实测值 ,从而说明本文公式对挡土结构的设计有一定的指导意义     

粘性土主动土压力库仑精确解的改进

基于库仑理论的平面滑裂面假设,考虑滑裂面上填土凝聚力及填土与挡土墙墙背接触面上粘着力,对粘性土主动土压力的库仑精确解算法进行了改进。改进的库仑精确解算法对超载的处理及裂缝深度的计算简单;对按不考虑填土表面出现裂缝的情况,只需取Z0=0,与按出现裂缝情况完全相同。公式计算简便,精度可靠,易于推广应用。     

现场监测实时分析中的土压力计算公式

提出了现场实时分析中土压力计算公式,公式考虑了土压力大小随挡土墙位移面变化的特点,最后进行了离心模型试验的验证,表明了该计算公式的适用性.     

深基坑开挖中考虑时空效应的土压力计算方法研究

针对土体自身特性及深基坑开挖工程的特点,总结分析了土压力随位移和时间的变化规律,初步讨论了考虑位移效应和时间效应的土压力计算公式.考虑基坑工程位移和时间的耦合作用,运用耦合理论,提出了基于时空效应的土压力计算方法.实际工程分析结果表明,该方法比传统计算方法更接近实测值,误差仅为传统方法误差的1/5～ 1/4.该方法完善了基坑支护设计理论,对基坑设计与施工具有一定的指导作用.     

桥台台背土压力试验研究

高速铁路桥台台后填土从填料选择、施工控制、质量监测等方面均不同于常规铁路,但是对桥台台背土压力研究并不多见,再加上影响土压力的因素比较复杂,目前的土压力理论还难以准确地反映土压力分布的实际情况。基于此,结合现场试验对高速铁路桥台台背土压力进行长时间观测,根据实测结果分析土压力随时间的变化,土压力随填土高度变化以及填土完成后台背土压力的大小和分布情况。分析结果表明,台背土压力沿桥台深度方向呈非线性分布,土压力随着距离桥台顶部距离的增大而增加,但到达一定深度后随深度的增大土压力反而减小;土压力合力作用点要比理论上的土压力合力作用点有所上移,在0.41倍填土高度处。     

根据桩身侧向位移反演非极限状态下土压力分布

根据支护桩侧向位移,反演了非极限状态下桩身所受土压力从而进行了支护桩设计,并结合工程实例进行了验算,结果表明：利用非极限状态下土压力与桩身位移的关系式,反演出桩身的受力状态处于静止土压力与主动土压力之间,符合非极限状态下土压力处于静止土压力与极限土压力之间的基本假设;并根据对反演土压力进行的验算,得出了其在基坑不同深度情况下计算的准确性。     

地震荷载下的土压力线性分布解

Mononobe-Okabe土压力理论广泛应用于地震效应下的土压力计算,但由于其理论基础为库伦理论,因而只能计算土压力合力。基于Mononobe-Okabe土压力理论的平面滑裂面假设,在拟静力分析法的基础上采用斜向条分法,推导了考虑多种复杂条件下的地震土压力合力及其作用点位置、土压力强度计算式,并给出临界破裂角的显式解答。分析表明:斜向条分法能够有效验证Mononobe-Okabe理论假设土压力强度沿墙高线性分布的合理性,且在相应简化条件下,该公式给出的土压力合力与Mononobe-Okabe理论的计算结果完全一致。通过探讨水平和竖向地震荷载对土压力的影响初步获得了地震土压力的变化规律。     

钻孔桩施工对既有桥桥墩安全性影响试验研究

拟建杭州钱江铁路新桥与既有钱江二桥均采用钻孔灌注桩基础,由于二者桥台间距较近(约10.0m),新建铁路桥在钻孔桩施工过程中可能对二桥桩基础产生一定的扰动,使得二桥产生水平位移或沉降。本项目组通过在钱江二桥周围埋设测斜管、测斜仪、土压力盒、孔隙水压力计以及分层沉降仪等监测设备对新桥钻孔桩施工过程中周围土体的侧向变形、土压力、孔隙水压力以及分层沉降进行了现场实际监测。结果表明:钻孔桩施工对周围土体水平位移影响范围一般在5倍桩径范围之内;引起的最大沉降量仅为5mm;对周围土压力和孔隙水压力影响不大。因此,新桥钻孔桩施工对钱江二桥安全基本不存在影响。     

用土压力增量比分析加筋对桥台土压力的影响

在宁淮高速公路东一道跨线桥桥台填土施工中,为了研究加筋对减小桥台土压力的影响,进行了现场试验。通过试验得出,桥台土压力沿桥台高度的分布并非光滑的二次曲线,而是不规则的S型曲线。为了消除施工现场各种因素对测试精度的影响,查找测量误差的原因,提出用土压力增量百分比ξ来表示土压力随填土高度增加的变化,以达到反映土压力变化趋势的目的。     

黏性土挡土墙在地震作用下被动土压力研究

在非地震主动土压力公式的基础上,用微分薄层法给出了地震条件下被动土压力公式,其中填土面倾斜、墙背倾斜、填土为c~土、墙背与填土间同时存在c~作用、墙后破裂体存在水平向和竖向的地震加速度,目前所见的地震情况下和非地震情况下的被动土压力公式均是本文公式的特例。对上述同一条件下的挡墙用过墙锺的整块破裂体作静力平衡分析(如库仑分析)得到的总土压力与本文微分薄层法得到的总土压力,大小相等,但作用点位置本法明显增加,由此理论和很多实验得知,设计抗震和非抗震时的很多类挡墙要引起足够的重视。     

主动土压力的非线性分布

基于墙后滑裂土体处于极限平衡的概念,根据墙后滑裂土体的静力矩平衡,提出了主动土压力合力作用点的确定方法,给出了主动土压力沿高度的非线性分布公式及其参数的确定方法,对比了文中方法与经典土压力理论及试验结果,表明文中方法与现有的试验结果相当一致。