条形荷载不同分布模式下挡墙主动土压力研究

针对实际工程中墙后作用有不同分布模式的条形荷载、填土为黏性土,墙背与填土间存在黏着力,采用库仑土压力理论假设,从滑动楔体处于极限平衡状态时力的静力平衡条件出发,推导了适用多种复杂条件下的主动土压力计算式,并给出临界破裂角的显式解答以及各理论计算式适用范围的边界条件。该公式在多段条形荷载作用下可扩展应用,对于不分段条形荷载,只需作相应的简化后便可按相同的方法求解。受边界条件的限制,该公式存在一定的无解区。算例分析结果表明：条形荷载不同分布模式下,相关文献方法提出的主动土压力计算式与该公式的计算结果完全一致;由于未考虑条形荷载对滑动楔体临界破裂解的影响,规范方法得到的主动土压力偏小。     

既有折线滑裂面下挡土墙主动土压力研究

基丁库伦上压力理论,采用平行滑裂面的微分单元法,推导Ⅲ以陡峻的折线型稳定岩石坡面为滑裂面下的捎土墙主动土压力合力大小、土压力分布、合力作用点位置计算式,对规范采用的以稳定岩石坡面为单一直线滑裂面下的挡土墙主动土压力计算式进行改进,算例分析表明：在折线滑裂面下,滑裂面的转折点高度与转角大小变化将使得土压力的计算结果增大;当折线滑裂面退变为直线滑裂面时,既有折线滑裂面下挡土墙主动土压力计算式可以简化为规范公式。     

地方高校土木工程专业实验教学内容体系改革实践

从海南大学土木工程专业的实际情况出发,分析实验教学内容体系的现状及存在的问题,以加强土木工程专业学生的实践能力和创新精神为出发点,对课程中实验教学内容进行整合,形成基础性实验、综合和设计性实验、实践性实验的分层次实验教学内容体系.     

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。     

基于Bishop条分法的挡土墙墙后粘性土土压力计算

针对经典朗肯、库仑土压力理论公式适用范围相对有限的问题,基于土压力理论与土坡稳定计算理论间的联系,在库仑理论的平面滑裂面假设条件下,采用微分单元化后的Bishop条分法,通过建立微元土条的水平、竖向受力平衡方程,推导出均布超载条件下的粘性土主被动土压力计算式,并给出临界破裂角的显式解答。相应简化条件下,该公式能简化为经典朗肯和库仑理论计算公式。算例分析结果表明,该公式理论计算值与试验实测值基本吻合,初步验证了公式的合理性;由于未考虑粘性填土开裂问题,现行规范方法得到的主动土压力偏小。     

库伦土压力合力作用点高度解析解

鉴于库伦土压力合力作用点高度的确定目前仍存在诸多争议,基于库伦理论的平面滑裂面假设,采用散粒体极限平衡方程研究了滑裂面上土体反力的分布及合力作用点位置,在此基础上通过建立滑动楔体的整体力矩平衡方程,推导出库伦土压力合力及其作用点高度解析式,分析了墙背倾角、填土坡角、土体内摩擦角及墙土间摩擦角对合力作用点高度的影响,并通过算例进行了验证。结果表明,库伦土压力合力作用点高度解析解考虑了挡墙和填土参数变化时墙后滑动楔体的力和力矩平衡,能够反映出土压力合力作用点高度的变化规律,与实测值相比误差较小,对库伦理论作了必要补充。     

挡土墙土压力线性分布解

基于库仑理论的平面滑裂面假设,采用斜向条分法推导考虑滑裂面上填土的黏聚力、墙土间黏着力、均布超载条件下的黏性土主被动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。分析结果表明:斜向条分法有效验证库仑理论假设土压力强度沿墙高线性分布的合理性,且现行经典朗肯和库仑土压力理论计算式皆为该公式在相应简化条件下的特例,对应用条分法计算土压力做了重要补充。     

考虑支护结构位移影响的非极限土压力计算模型及应用

针对经典朗肯与库伦土压力理论不能计算有位移影响的土压力问题,通过分析土压力与位移的非线性关系,在支护结构发生任意位移的状态下,建立了土体松弛应力和挤压应力的似双曲正切函数模型,推导出考虑位移影响下的非极限土压力计算公式,并对模型的合理性进行了验证。实例应用结果表明,计算值与实测值吻合较好,模型合理、有效。     

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。