扶壁结构土压力的计算

本文从扶壁结构填土的力平衡条件出发,提出了当建筑物后背填土处于主动极限平衡状态或弹性静止状态时作用在各构件（包括立板、肋板、底板）上土压力的理论计算方法。由于肋摩擦的影响,作用在扶壁立板上的土压力与古典的库仑或朗金土压力不同。肋摩擦效应使立板上的水平土压力显著减小,同时底板上的垂直土压力也小于上载压力。土压力强度沿深度的分布是非线性的。对立板和底板的减压效果同肋摩擦的发挥效果以及肋间距的大小有关。从一些模型试验和原体观测资料的验算可知理论计算与实测结果基本相符。以广州黄埔新港钢铁码头为例,当考虑墙摩擦角δ=Ф/3时,立板上的水平土压力可比古典主动土压力约小40％,底板上的垂直土压力可比上载压力约小30％。     

扶壁式码头土压力量测及计算问题探讨

<正> 一、前言 作用在扶壁墙土压力计算理论的改进问题,至今仍未解决,目前,习用的方法是假定扶壁尾板末端垂面假想墙背上的主动土压力等值地传递到立板上(即朗金土压力的计算方法);对于底板,则用其上载压力(包括填砂自重和面载)为垂直土压力。黄埔新港二期工程扶壁码头的土压力就是采用上述方法计算的。为了探讨填土在扶壁各构件上土压力的分布规律,曾对该工程进行过原体(即原型,下同)观测和室内模型试验研究工作。     

扶壁式挡土墙受力特性及有限元分析

为研究肋板间隔不同对墙后土压力以及对填土位移的影响,建立扶壁式挡土墙的三维模型,进行了有限元的数值分析。有限元分析结果表明:扶壁式挡土墙的肋板间隔在很大程度上影响着水平向土压力空间分布,在面板的下部,由于肋板的影响,作用在挡墙上的土压力出现中间大,向两侧逐渐减小的趋势,且肋板间隔越大,产生的影响越小。该类挡墙对填土的水平位移有很好的控制作用,可为扶壁式挡土墙在边坡支护中的大面积推广提供理论支持。     

不同土压力下悬扶壁式挡土墙抗倾覆稳定比较

对国内、国外两种不同土压力计算模式下悬扶壁式挡土墙的抗倾覆稳定性进行了分析。结果表明,在同一安全系数的水平下,我国规范采用库仑土压力计算悬扶壁式挡土墙的抗倾覆稳定安全度,比国外标准采用朗金土压力计算的安全度高,只有在墙后填土水平且无粘聚力时,我国规范的安全度稍低。     

不同埋设状态下土压力盒砂标试验研究

通过对单膜电阻应变式土压力盒的室内砂标试验,分析土压力盒的埋设状态对其砂标结果的影响。不同埋设倾角和埋深压力盒的砂标结果显示：土压力盒在倾斜埋设时的砂标线比正向、侧向和反向埋设的线性差;其埋置越深砂标线的线性也越差;土压力盒侧向埋设时的标定的直线方程与厂家提供的误差较大;并随着埋深的增加直线方程的误差逐渐增大。     

扶壁式挡土墙的室内试验研究

通过设计一套室内扶壁式挡土墙试验模型,研究扶壁式挡土墙在不同厚度填土作用下的土压力和墙体应变的变化趋势。试验中利用光纤传感器和土压力盒分别对应变和土压力进行监测,分析试验数据得出了扶壁式挡土墙墙体的应变分布规律和土压力分布规律。得出的研究成果对扶壁式挡土墙在工程中的应用具有一定的指导意义。     

大圆筒岸壁码头的量纲分析和离心模拟

认识土与沉入式无底大直径圆筒结构岸壁码头之间相互作用机制,对于它的安全和经济设计至关重要.基于量纲分析,首先研究确定了控制这种岸壁码头性状的无量纲项,然后,为研究这些无量纲项的相对重要性,设计了模型试验,并对试验结果分析解释.在所完成的离心模型试验中,就岸壁码头变形机制进行了观察,发现圆筒岸壁上部是偏离墙后土体向海侧倾斜,同时码头后场表面有沉降发生.离心试验结果的多元回归分析发现,圆筒岸壁的相对侧向位移对筒体前侧嵌入泥面以下的埋深比最为敏感,而侧向位移对圆筒的径高比的灵敏度不足前一因素的50%.相对来说,所测得的位移和土压力对筒壁的摩擦不很灵敏.对土压力结果的分析表明,作用于圆筒岸壁的侧向土压力可依据朗肯主动土压力理论,根据筒后土体的不排水强度进行预测.     

大圆筒岸壁码头的量纲分析和离心模拟(英文)

认识土与沉入式无底大直径圆筒结构岸壁码头之间相互作用机制,对于它的安全和经济设计至关重要。基于量纲分析,首先研究确定了控制这种岸壁码头性状的无量纲项,然后,为研究这些无量纲项的相对重要性,设计了模型试验,并对试验结果分析解释。在所完成的离心模型试验中,就岸壁码头变形机制进行了观察,发现圆筒岸壁上部是偏离墙后土体向海侧倾斜,同时码头后场表面有沉降发生。离心试验结果的多元回归分析发现,圆筒岸壁的相对侧向位移对筒体前侧嵌入泥面以下的埋深比最为敏感,而侧向位移对圆筒的径高比的灵敏度不足前一因素的50%。相对来说,所测得的位移和土压力对筒壁的摩擦不很灵敏。对土压力结果的分析表明,作用于圆筒岸壁的侧向土压力可依据朗肯主动土压力理论,根据筒后土体的不排水强度进行预测。     

非饱和粉质黏土浸湿静止土压力增量计算模型

在基坑工程和重力式挡墙工程中，非饱和土体在浸湿条件下会产生显著的侧向土压力增量，严重时还会造成支挡结构的破坏。为定量评估浸湿作用对非饱和土侧向土压力的影响，通过室内试验实测浸湿饱和作用下，不同初始饱和度的试样，在不同上覆荷载条件下的侧向土压力增量；并建立相应的静止土压力增量计算模型。研究结果表明：(1)试样湿化饱和后，其静止土压力系数K0值大小一致，与初始饱和度和上覆荷载无关；(2)湿化前的初始饱和度越低，湿化饱和后的静止土压力增量越大；(3)湿化饱和后的静止土压力增量，随湿化时的上覆荷载增加而变大；(4)基于试验数据和机理分析，得到了湿化条件下考虑上覆荷载与初始饱和度的双线性土压力增量计算模型；将该计算模型应用于某支挡工程，发现湿化后的土压力可达初始土压力1.8倍以上，在设计时必须予以重视。     

考虑三维空间效应的砌块土坡侧向土压力分析

在支挡结构稳定性设计中,基于侧向土压力系数的设计方法简单易用,一直被广泛用于实际工程中。已有侧向土压力系数主要在平面应变分析方法下计算获得,忽略了三维空间效应的影响。基于三维边坡稳定分析方法,采用变分法获得安全系数极值下对应的三维破坏机制,建立考虑三维效应的砌块土坡侧向土压力计算方法,从而揭示三维效应对砌块土坡侧向土压力大小的影响规律。提出的方法还考虑了砌块与土摩擦作用力和水平地震力的影响。给定参数值,通过优化计算获得了不同长高比下的三维砌块土坡水平土压力系数,以图的形式给出便于使用。从计算结果可以发现,在地震作用下,三维空间效应对侧向土压力的影响显著,特别是对于垂直的支挡结构。最后结合算例,通过与传统的平面应变下侧向土压力结果进行对比分析,显示了考虑三维效应的土压力系数对支挡结构稳定性设计的重要性。     

对类似双排桩桩间土土体主动土压力计算的建议

在借鉴前人研究成果及查阅相关规范的基础上,通过自制的模型箱试验,研究不同宽度下类似双排桩桩间土土体的土压力分布,给出经典的朗肯土压力理论的适用范围及土体宽深比b/h在不同条件下主动土压力计算的参考公式。     

基于能量理论的双排桩桩间土压力计算方法

结合双排桩的特点和基本假设,推导了基于能量理论的双排桩桩间土压力计算公式,同时给出了计算参数的取值方法。结果表明:随着开挖深度的增大,能量土压力解和朗肯土压力解的差值越大,这是由于朗肯土压力理论不考虑空间效应和摩擦作用;计算系数大于0.75时公式的计算精度将得不到保证。     

沉井下沉施工土压力和摩擦力分析

基于土体应力状态分析、自重应力和极限平衡假定,推导了沉井下沉时的土压力和摩擦力计算公式。并与某工程实测数据进行了对比分析,结论如下:①其它参数不变时,沉井土压力和侧壁摩擦力随着土体内摩擦角增大而减少,随着土体黏聚力的增大而减少,随着土体与沉井壁的外摩擦角的增大而增大;②本文计算的土压力和实测土压力都介于朗肯主动土压力和静止土压力之间;③本文计算的土压力比采用朗肯主动土压力计算更接近实测土压力,且考虑了摩擦的影响,计算过程同样简单,适合于工程应用。     

考虑变形的朗肯土压力模型

对现场实时分析中的土压力模型,将其应用于朗肯土压力理论,提出了考虑变形的朗肯土压力模型,并进行了离心模型试验的验证,其结果表明,该模型是合理的。     

氯离子侵蚀作用下扶壁式挡土墙极限承载能力

以某变电站工程扶壁式挡土墙设计案例为对象,根据朗肯土压力理论计算挡土墙后土侧压力,研究在设计使用期内的氯离子扩散及钢筋锈蚀过程,并进行了独立断面和整体结构的极限承载能力研究,为其结构设计和优化提供了依据。     

配筋混凝土砌块砌体挡土墙的试验与工程应用

鉴于配筋混凝土砌块砌体结构具有与钢筋混凝土结构类似的受力性能,本文参照钢筋混凝土挡土墙的设计方法,介绍配筋混凝土砌块砌体挡土墙的设计方法,并提出了相应的构造措施。在湖南大学上下部共同工作实验室进行了1:1的配筋混凝土砌块砌体扶壁式挡土墙的受力性能试验,实测墙背土压力和钢筋应变。结果表明,配筋混凝土砌块砌体扶壁式挡土墙表现出良好的受力性能,能够有效抵抗侧向土压力。另外还介绍了配筋混凝土砌块砌体扶壁式挡土墙在两个边坡支护工程的试点应用情况。工程实践表明,配筋混凝土砌块砌体挡土墙作为一种新型挡土墙,不仅受力性能安全可靠,更能节约资源、保护环境、节省造价。目前,该新型挡土墙正在湖南省长沙至湘潭高速公路(复线)推广应用。     

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。     

朗肯土压力局限性的有限元法分析

针对挡土墙上主动土压力计算方法中朗肯理论的局限性,运用有限元法对其进行了分析,以Mohr-Coulomb准则作为屈服准则进行计算,得出设计时如无实测资料,用有限元计算的土压力比用朗肯理论计算出的土压力更安全。     

基于土拱效应的刚性挡墙墙后主动土压力

考虑平移模式下刚性挡土墙墙后填土中的土拱效应,采用中心圆弧拱迹线法得到了不同填土内摩擦角和墙土摩擦条件下,挡土墙的滑裂面倾角和侧向主动土压力系数。在此基础上,采用水平微分层法求解得到了作用在挡土墙上的主动土压力、主动土压力合力及其作用点的解析式。与前人理论研究成果及试验监测结果的对比分析表明：本文理论得到的平移模式下刚性挡墙墙后主动土压力合力略小于Paik和应宏伟计算结果,大于章瑞文计算值;土压力合力作用点高于Paik理论解和应宏伟计算结果;侧向主动土压力系数与Paik理论解和应宏伟理论解基本相等。相较于其它方法,本文理论得到的刚性挡墙墙后主动土压力分布与模型试验结果吻合得更好。     

北京地区非饱和土土压力初步研究

根据朗肯土压力理论,北京地区土压力计算值远大于实测土压力值。针对这个急需解决的问题进行了探讨,引入广义朗肯土压力公式,结合北京地铁13号线东直门车站基坑支护工程,对理论计算土压力和实测土压力进行了详细的分析,给出了该地区非饱和土土压力计算的基于试验指标的广义朗肯土压力表达式。