基坑挡墙土压力模型参数的探讨

指出了高层建筑基坑工程中作用在围护结构上的土压力在非极限状态下随结构的变形而变化,提出了土压力的计算模型,对模型的参数进行了讨论,并结合工程实例进行了说明,以促进基坑挡墙土压力的研究。     

基坑工程中非极限状态下的土压力计算问题

土压力计算是一个至今仍难以用理论计算做出精确解答的问题。在基坑工程的设计与施工过程中,土压力是作用于支护结构上的主要荷载,所以土压力的计算是支护结构设计的关键一步,不论是常规设计方法,还是弹性地基梁法都要先确定作用在支护结构上的土压力。特别是在大型基坑的开挖中能较正确地估计土压力对于确保工程的安全与顺利施工有十分重要的意义。在目前的基坑工程设计中,无论是悬臂式支护结构,还是支撑的支护结构,土压力的计算多沿用运用于挡墙的Ｒａｎｋｉｎｅ土压力理论。但基坑工程(特别是有支撑的基坑)中的土压力明显区别于刚性挡土…     

考虑变位影响的刚性挡墙非极限土压力研究

 经典土压力理论仅能计算平移模式挡墙的极限状态土压力。采用以主应力差表示的应力圆,根据应力路径三轴试验中得到的径向应力–应变关系,建立非极限状态下受位移影响的土体内摩擦角、墙土间摩擦角发挥值随位移的变化关系,并提出有效位移面积比方法将该关系量化至转动变位模式挡墙。在此基础上,应用水平层分析法和改进的库仑公式,推导出考虑挡墙变位影响的非极限土压力合力及其作用点位置、土压力分布计算式。研究表明：按有效位移面积比方法进行量化后,理论计算值与实测值相对误差较小;所提出的公式较好地反映了土压力随位移的变化规律,能够分析不同变位模式下的非极限土压力,可作为库仑理论公式的有效推广。     

基坑支护土压力计算

在软土深基坑土体压力的计算中,往往以朗肯公式作为计算土压力的基础,对与其假设条件不一致部分,也以各种方式简化,于是使得计算的结果与实际有较大出入。而库伦计算公式则综合考虑了挡墙墙背倾斜、粗糙、非水平填土、粘性土和砂性土等为朗肯公式所未顾及的因素,使得理论的计算与实际更接近。     

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。     

柔性挡墙的主动土压力计算及分布研究

已有研究表明,柔性挡墙在不同位移量和位移模式下,主动土压力的大小和分布均发生变化,其分布也与刚性挡墙有明显区别。在前人室内试验和数值模拟结果的基础上,建立了考虑位移变化效应的柔性挡墙土压力计算模型,采用中间状态系数来统一反映挡墙位移模式和位移量的影响,提出了任意位移柔性挡墙主动土压力合力系数的计算公式;在求得合力基础上,将土体简化为非线性弹簧和刚塑性体的组合体,提出了任意位移下的土压力分布和合力作用点高度的计算方法。以前人模型试验为算例,将本文方法与试验结果、已有理论方法的对比表明,本文方法得到的土压力分布与试验值更接近。研究还发现,随着柔性挡墙位移量的增大,土压力合力逐渐减小,土压力分布的非线性程度逐渐增大;合力作用点位置随挡墙位移形态的变化而改变;在典型鼓胀形变位模式下,土压力呈R形分布。     

考虑位移效应的刚性挡土墙土压力计算模型

基于库仑土压力理论的假设,采用水平薄层单元法得到了可综合考虑三种基本位移模式的土压力强度一阶微分方程;将摩擦角与墙体位移间的关系式引入,建立了可同时考虑基本变位模式和位移量的挡土墙主动土压力计算模型。利用MATLAB对微分方程进行数值积分和最优化法搜索直线滑动面的位置。通过与实测数据进行对比分析,结果表明模型计算结果与试验结果较吻合。     

使用极限状态大圆筒土压力计算方法

通过对试验数据的分析 ,发现筒倾斜过程中 ,筒内土体的主动土压力及被动土压力的发育程度与筒内径的大小有密切关系。当筒内径足够大时 ,作用在筒内前、后壁上土压力特征与平面挡土墙基本相同。同时根据沉入式大圆筒倾斜过程中 ,作用在筒外壁上土压力沿筒轴分布有一个拐点的特征 ,提出筒倾斜过程绕泥面以下、筒底以上的筒壁某一点转动 ,转动点的具体位置同筒前土的特性有关。根据转动点的位置可以确定筒壁的位移方向及土压力的分布规律 ,为建立作用在筒壁上土压力的数学模型提供了依据。根据试验资料还提出了筒倾斜时土压力沿筒环向分布的规律及经验计算式     

土工袋柔性挡墙位移模式及土压力研究

用土工袋构筑而成的挡土墙具有一定的柔性, 在墙后土压力作用下,墙体能够发生一定的变形, 墙后土压力分布及大小与刚性挡土墙大不相同。设计并进行了土工袋柔性挡土墙模型试验,通过试验观测了墙体的位移模式和墙后填土的破坏模式,研究了土压力沿墙体高度方向及墙体水平方向的分布;运用水平微分单元法推导了主动平衡状态下土工袋柔性挡土墙土压力的计算公式,土压力理论计算值与模型试验实测值基本吻合;进行了模型试验用土工袋层间摩擦试验,建立了土压力与土工袋层间摩擦力的平衡关系式,分析了土压力沿土工袋墙体水平方向的传递规律。     

位移土压力模型及其在基坑工程中的应用

根据基坑开挖工程的特点，提出考虑位移效应的土压力计算公式，以便更好地模拟实际情况。在弹性地基梁抗力法的基础上，采用考虑位移效应的土压力计算公式，对土压力计算模式进行了修改，并通过算例，进行了实用计算和分析。     

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.     

极限平衡法计算土压力系数的新途径

对传统的极限平衡条分法进行改进,提出计算无超载情况下无粘性土的土压力系数的一种新途径.针对这种问题的特殊性,将土体划分成三角形条块体系;引入斜条块间推力倾角函数;根据最优性原理,迅速准确地确定最危险的滑裂面;从而得到最大的主动土压力系数或最小的被动土压力系数,并且保证破坏土体的力与力矩的平衡.本文方法避免了严格塑性力学解法的繁琐,同时很大程度上克服了其它近似方法的不精确性等缺点,可用于一般工程设计.     

基坑开挖中考虑水压力的土压力计算

本文从土的有效应力原理出发,分析了软粘土中深基坑开挖的土压力计算问题,着重讨论了孔隙水压力对土压力的影响.经过分析,作者认为当采用总应力法计算时,原则上应采用卸载强度指标.作者认为以下两个原因使得“水土压力合算法”在软粘土地区的临时性开挖工程中土压力计算值与实测值较接近:一是卸载引起负超孔压,卸载总应力强度指标大于常规三轴加载总应力强度指标;二是渗流引起主动区孔压减小,被动区孔压增大.最后,作者强调不要拖延基坑开挖的进度.     

无锚撑桩排式支护护壁桩侧土压力计算方法

 根据被支护土体中的成拱作用, 将间隔布桩时护壁桩侧土压力分为直接土压力和间接土压力两部分。可用小主应力拱应力分析计算直接土压力, 用大主应力拱应力分析计算间接土压力。由此得出的桩侧土压力与经典土压力不同, 呈曲线分布, 经与实测比较, 能较好地反映工程实际情况。分析了计算误差和公式适用范围。     

被动土压力折减系数的研究

根据考虑变形的朗肯土压力模型 ,对被动土压力折减系数进行了理论探讨。结果表明 :被动土压力折减系数随内摩擦角的增大而减小 ;随着挡土墙位移量的增大 ,被动土压力折减系数也相应增大     

考虑位移影响及土拱效应的土压力研究

针对不同位移模式下的刚性挡土墙,提出考虑位移影响和土拱效应的土压力计算方法。将已有的内、外摩擦角与位移之间的关系式以及侧压力系数的表达式植入水平层分析法,推导出不同位移模式下的主、被动土压力的理论公式。并将计算结果与六个模型试验数据比较,结果表明：计算结果与试验数据的变化趋势基本一致,主动情况下吻合较好,被动稍差;从位...     

基于条分法理念的土压力计算

将库仑土压力假定与条分法相结合,采用与滑裂面相平行的微条对滑动楔体进行划分,并对微条进行受力分析,建立了平衡方程,推导了主、被动土压力计算公式。分析表明:土压力沿墙高线性分布,土压力大小与库仑理论的计算结果一致。     

公路高填方涵洞土压力变化规律及计算方法研究

通过模型试验研究了狭窄沟谷沟心设涵、宽坦地形沟谷沟心设涵和岸坡脚设涵三种边界条件下高填方涵洞涵顶土压力随填土高度变化的规律,以及高填方涵洞的拱效应。试验结果表明,涵顶填土达到一定高度以后,在涵顶上方将产生拱效应,使涵洞顶上的土压力小于理论土压力。但由于高填方涵洞上方路基填料的特点,这种拱效应具有不稳定性,使涵顶土压力随填土高度成非线性变化增加。根据高填方涵洞的土压力变化规律及拱效应特点,提出了计算高填方涵洞非线性土压力计算理论和方法,得出三种边界条件下的非线性土压力计算公式,并通过算例证明了应用该公式计算高填方涵洞土压力的合理性。成果对高填方涵洞土压力计算、结构设计有应用参考价值。     

双面直立互锚式挡土墙的墙背土压力研究

对宜昌某公路段采用的双面直立互锚式挡土墙进行了现场原型测试 ,得到了该挡土墙墙背的侧向土压力的分布规律 ,并与理论计算值进行分析和比较 ,研究成果可供设计类似支挡结构时计算土压力提供参考