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     

坡面倾斜的土钉墙主动土压力折减系数计算方法探讨

坡面倾斜的土钉墙主动土压力比同样高度的垂直面上的土压力小,用朗肯方法计算时,需要按墙面倾斜情况对土压力进行修正。通过受力分析,对现行基坑规程中主动土压力折减系数计算过程进行解析,分析了其假设条件,在此分析基础上,提出了考虑黏聚力影响的主动土压力折减系数计算公式。当黏聚力为0时,公式变为《建筑基坑支护技术规程：JGJ 120—2012》（下称现行基坑规程）中的公式,所以考虑黏聚力影响的主动土压力折减系数计算公式具有更广的适用性。最后,通过一个案例分析,对比了两种计算主动土压力折减系数的差别。结果表明,采用考虑黏聚力影响的主动土压力折减系数计算公式计算的锚杆造价更节省。     

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。     

折减吸力在非饱和土土压力和膨胀量 计算中的应用

 根据变形等效原则介绍确定折减吸力的具体方法,采用折减吸力代替真实吸力进行非饱和土土压力系数和膨胀量的计算,计算不同水位条件下非饱和土的静止土压力、主动土压力、被动土压力以及不同水位条件下非饱和土的膨胀量和降雨条件下非饱和土的膨胀量。计算结果合理地反映了非饱和土土压力和膨胀量的分布趋势。将计算结果与离心模型试验和模型槽试验结果进行对比,两者具有很好的一致性。     

基于土拱效应的墙背非极限主动土压力

根据平移模式下的微元滑裂体水平面上的剪力为零的条件和土拱效应,获得受填土内摩擦角和墙土摩擦角影响的非极限滑裂面倾角和非极限主动土压力系数,其中,非极限填土内摩擦角和墙土摩擦角是墙体位移的函数。根据非极限水平微元滑裂体的静力平衡,得到平移模式下考虑土拱效应和位移影响的非极限主动土压力计算式。参数影响分析表明:非极限滑裂面倾角和非极限主动土压力系数均随非极限墙土摩擦角的增大而增大;非极限主动土压力系数和非极限主动土压力均随侧向位移比的增大而减小;非极限主动土压力分别随着非极限填土内摩擦角、非极限墙土摩擦角的增大而减小。理论值及试验值的对比结果显示:相较于其他方法,本文方法的非极限主动土压力理论值与试验值吻合更好。     

桩承式路堤平面土拱应力折减系数影响因素分析

通过二维数值模拟对桩承式路堤平面土拱应力折减系数进行了分析,探讨了影响折减系数的因素及其变化规律,结果表明:抗剪强度高的土体,应力折减系数较小,土拱效应作用显著,在一定范围中填土高度的增加,使得土拱效应逐渐形成,应力折减系数逐渐减小,土拱效应逐渐增强;桩净间距的增大或桩径的减小,都会使得应力折减系数增大,削弱了土拱效应的发挥程度。     

空间主动土压力双剪统一解的简化计算

基于双剪统一强度理论,将作用在挡土墙上的土压力视为空间问题,推导出空间主动土压力双剪统一解的简化计算公式,讨论了中间主剪应力影响系数对主动土压力及其参数的影响,并与已有文献的实例进行对比分析.计算结果表明:推导出的土压力及土压力系数公式可适用于各种不同特性材料的空间土压力简化计算;得出的解具有广泛代表性;随着中间主剪应力影响系数的增大,空间主动土压力减小,土压力系数及土压力作用点距墙顶的竖直距离均略有减小;通过变换中间主剪应力影响系数值可获得一系列的解;在工程运用中可根据土质和工程的实际情况,适当选择统一强度参数来确定土压力的大小.     

水及土压力的实测研究

通过对上海软土地基基坑工程的实测土压力、实测孔隙水压力值和实测水位值的分析,阐述了基坑外土压力、孔浊水压力随工况的变化规律。认为软土地区既可采用水土合算,又可采用水土分算。给出了水土合算时的侧压力系数的取值方法;同时提出了水土分算时,土压力与水压力应分别乘以相应的系数,且给出了水压力合理的折减系数ｋｗ值（孔隙水压力与静水压力的比值称为静水压力的折减系数）以及水土分算时的土压力项的侧压力项的系数ｋｓ     

折减吸力在膨胀土静止土压力计算中的应用

非饱和土力学的研究水平目前还未进入实用阶段,主要原因在于吸力量测的困难。折减吸力的提出避免了吸力量测的困难。根据变形等效原则介绍了确定折减吸力的具体方法,为了避免吸力量测的困难,采用折减吸力代替真实吸力提出了一个计算膨胀土静止土压力的方法。进行不同水位和降雨入渗情况下的膨胀土静止土压力系数的计算,计算结果合理地反映了非饱和土土压力和膨胀量的分布趋势,计算结果验证了方法的合理性。     

锚定板挡土结构的实测土压力及其分析研究

本文通过对几处锚定板挡土结构工程的多年现场实测及分析研究，得到了土压力大于库仑主动土压力值的结论，提出了锚定板挡土结构墙面土压力的建议计算式和土压力沿墙高的分布图式，并在土压力计算中引入了增大系数概念。     

考虑渗透力的基坑水土压力计算

渗流不但决定了基坑支护结构上的水压力 ,而且所产生的渗透力也影响其上的土压力 ,以往对此认识不足。通过算例 ,对不同渗流工况下用不同计算方法进行比较分析。发现对于二维渗流情况 ,用朗肯土压力埋论计算不合理 ,与用库仑理论计算结果有较大差别 ;有上层滞水产生的水土压力不同于一般静水情况 ;当在基坑外采用真空井点降水时 ,会明显降低荷载 (主动土压力 ) ,增加抗力 (被动土压力 ) ,与在坑内排水比较 ,有助于基坑的稳定。     

SV波作用下刚性挡土墙地震主动土压力时频域计算方法

 基于弹性波动理论,概化刚性挡土墙的动力分析模型,利用水平分层法,建立单元体的受力平衡微分方程,借助Hilbert-Huang变换,提出地震作用下刚性挡土墙地震主动土压力的时频域计算方法,并通过与振动台试验结果的对比验证该方法的合理性。分析输入波频率对刚性挡土墙墙后填土的临界破裂角、地震主动土压力合力以及作用点的影响,结果表明：随着地震烈度的增大,临界破裂角逐渐减小,地震主动土压力合力逐渐增大,合力作用点位置略有上移;随着输入波频率的增大,临界破裂角和地震主动土压力合力分别呈“倒马鞍型”和“正马鞍形”分布,并且均在输入波频率与刚性挡土墙系统自振频率相近时达到最大,而地震主动土压力合力的作用点则基本上不变;按照现有规范不考虑输入波频率进行刚性挡土墙地震稳定性设计,可能会降低挡墙的地震安全储备。刚性挡土墙地震主动土压力的时频域计算方法不仅能够考虑地震波三要素(峰值、频率以及持时)对挡墙土压力的影响,同时也能够为其他类型支挡结构的抗震时频设计提供一定的参考。     

软土地基深基坑支护中的土压力

本文通过在软土地基深基坑支护中土压力、孔隙水压力的大量测试,经统计分析、反分析及对比分析,提出了主动土与被动土不同的受力机理,利用朗肯公式计算时,应取土的不同强度指标,即主动土压力计算取固结快剪指标,被动土压力计算取快剪指标。     

考虑邻近地下室外墙侧压力影响的平动模式挡土墙主动土压力研究

 对于挡土墙距既有地下室很近,墙后填土宽度有限的情形,采用经典的库仑、朗肯土压力理论计算挡墙主动土压力是不严格的。通过有限元数值分析发现,当挡墙平动、填土达到主动极限状态时,无黏性土滑动土楔与邻近地下室外墙并未脱开,地下室外墙上全深度承受侧压力;随着填土宽高比n的不同,挡墙与地下室外墙间土体内将形成一道或多道滑裂面,且最靠近地表的滑裂面与挡墙或地下室外墙交点以上的土压力近似为库仑主动土压力。由此建立新的土压力计算模型,给出了挡墙主动土压力系数 和第一道滑裂面倾角 的求解方法,采用水平薄层单元法,得到了挡土墙主动土压力的分布以及合力作用点相对高度 的理论公式,并通过典型算例,与经典土压力理论、前人理论方法及有限元数值解进行对比。研究发现,挡土墙土压力为非线性的鼓形分布,当土体内摩擦角 和墙土摩擦角 取定值且 0°时, 随着n的增大而增大,而 和 随着n的增大而减小,当 时, 和 值与库仑解一致;当 0°时,不论n取何值, 和 值恒等于朗肯理论解,且 。     

Influence of drainage condition on Coulomb-type active earth pressure

The present paper focuses on the computing of Coulomb-type active earth pressure acting on a retaining wall provided with a drainage system or without and supporting a soil mass subject to steady water seepage. The influence of drainage conditions on the critical inclination of the failure surface and the coefficient of active earth pressure is investigated by discussing their variations with increasing effective internal friction angle of the soil mass. The results indicate that when the soil effective internal friction angle is increased, the critical inclination increases, but the coefficient of active earth pressure decreases. It is better to provide the drainage at the base of the backfill as well as at the bottom of the wall base rather than providing the drainage along the vertical face of the wall. Translated from Osnovaniya, Fundamenty i Mekhanika Gruntov, No. 5, pp. 5–8, September–October, 2008.     

有限土体下考虑土拱效应的非极限主动土压力解

以挡土墙后有限范围黏土为研究对象,考虑非极限状态下的土拱效应,并采用塑性上限理论求得的破裂面夹角和多滑裂面假设得到的侧向土压力系数变化规律,推导了有限土体的主动土压力解析式,该公式也可退化为半无限宽度的主动土压力公式。与模型试验相比,所提理论解与试验值取得了较好的一致性,证明了解析解的合理性。进一步参数分析表明:破裂面夹角随土体内摩擦角$\varphi$呈线性增长;随有限土体宽高比B/H减小而小幅增加;与地下室挡墙外摩擦角和内摩擦角的比值 $\alpha / \phi$ 呈正相关,而与基坑挡土墙外摩擦角和内摩擦角的比值$\delta / \varphi$呈负相关;在$\alpha / \varphi$大于或略小于$\delta / \varphi$时,破裂面夹角随位移比$\eta$单调增加,而当$\alpha / \varphi$远小于$\delta / \varphi$时,破裂面夹角随$\eta$增加先增大后减小。主动土压力随B/H减小而单调降低,其分布由子弹形逐渐转变为钟形;主动土压力值与$\delta / \varphi$、$\alpha / \varphi$和$\varphi$都呈负相关,且随$\delta / \varphi$与$\varphi$的增加非线性逐渐增强。     

各向异性砂土主动土压力的离心模型试验研究

 利用新研制的土压力离心模型试验设备,通过土压力盒测量作用在挡土墙上的土压力分布,利用非接触图像测量系统(GIPS)测量土体位移,对各向异性的南京云母砂分别进行沉积面铅直和水平两个方向的土压力离心模型试验。通过对比试验得到的土压力分布与理论公式计算得到的各向同性砂土土压力分布,以及两种沉积方向的砂土的滑裂面位置,对各向异性砂土的土压力及土体变形破坏问题进行初步研究。结果表明：随着挡土墙向远离墙后填土方向运动的位移不断增大,作用在挡土墙上的土压力逐渐减小,墙后填土中各点的位移不断增大,在墙后土体中逐渐形成滑裂面。当挡土墙的位移量达到10－3H(H为试样模型高度)时,墙后填土达到主动极限平衡状态。受到片状云母颗粒排列方向的影响,沉积面铅直的土体滑裂面比沉积面水平的滑裂面略显平缓。