悬锚式挡土墙有限元分析

挡土墙是路基工程中常用的支挡构造物,悬锚式挡土墙是一种组合式轻型支挡结构。本文应用有限元方法分析两层锚定板的悬锚式挡土墙墙背土压力和拉杆拉力。结果表明,墙背土压力沿墙高近似呈线性增长的趋势,在底部急剧变小,其值介于主动土压力和静止土压力之间;当采用两层拉杆时,上、下层拉杆宜分别布设于距墙顶和墙底板上沿约H/3位置处。     

一种应用于高填方路基的锚定板挡土墙

结合实际工程设计,对各种常规挡土墙的适用条件、优缺点及经济性进行了综合比较,在传统锚定板挡土墙的基础上,提出了一种应用于高填方路基的锚定板挡土墙。该挡土墙主要由肋柱、拉杆及挡土板等构件组成,依靠路基两侧肋柱之间的水平拉杆去平衡填土的水平土压力,能够有效降低挡土墙的基底应力,同时拉杆采用无黏结环氧涂层预应力钢绞线,该形式拉杆具有良好的耐久性,保证了结构的安全性。该锚定板挡土墙具有结构尺寸小、造价低、安全性高、耐久性好及施工效率高等优点,适用范围广,可为类似工程提供参考。     

桩承扶壁式挡墙受力特性及监测分析

基于案例和监测数据,通过建立数值模型,分析了桩承扶壁式挡土墙复合结构的位移、应力、土压力随分层填土过程的变化规律。分析结果表明:桩承扶壁式挡墙复合支挡结构可有效控制其自身水平与竖向位移;桩与挡土墙地基土刚度差异对结构水平位移有一定的控制作用;挡土墙与桩的连接处易出现应力集中现象;挡土墙墙背水平土压力分布符合常规的土压力理论,从墙底到墙顶土压力逐渐减小。     

考虑温度作用的顶部搭板悬臂式挡墙分析

设计仅用来支挡土压力的悬臂式挡墙在墙顶搭板后,其墙身结构受力特征会发生显著改变。现在分析悬臂式挡土墙土压力计算方法的基础上,建立了悬臂式挡土墙三维数值计算模型,研究其顶板温度作用对悬臂式挡土墙结构受力的影响。计算结果表明:在土压力和顶板升温共同作用下,挡土墙外侧中部的最大拉应力超过混凝土最大抗力,立墙外侧中部将产生裂缝;在土压力和顶板降温共同作用下,挡墙内侧底部最大拉应力超过混凝土最大抗力,立墙内侧底部将产生裂缝。有限元计算结果与实际情况基本相符,说明计算结果可信,符合实际情况。据此,对结构病害提出了加固建议。     

路基悬锚式挡土墙墙背土压力分布

路基悬锚式挡土墙是一种新型的挡土墙,其墙背土压力分布与常规挡土墙墙背土压力分布规律不同,不能套用现有的公式进行计算。根据其受力特点,结合项目研究的需要和依托工程的实际情况,确定了以墙高8,9,10 m这3种工况对路基悬锚式挡土墙的墙背受力情况及土压力分布情况进行现场试验和跟踪检测。通过实体工程的实测数据及其结构特点对悬锚式挡土墙的墙背土压力进行了分析,并与墙后土压力设计值及修正后的公式计算值进行了对比。结果表明:路基悬锚式挡土墙各测试点的墙背土压力随时间逐渐增大并趋于稳定,沿墙高呈3段式非线性分布;墙背土压力近似分布图形可以参照现有锚定板挡土墙的计算方法得出,但需进行修正,土压力系数宜取1.2～1.4;为提高挡土墙墙背的受力均匀性及挡墙的整体稳定性,第1层锚杆高度与底板的距离宜为挡墙建筑高度的1/3且距离底板不宜大于2.5 m,各锚杆层间高差宜为2.5～3 m;墙背最上层锚杆位置由于受土压力较小,因此最上层锚杆布设高度宜为距墙顶1/3高处,且适宜高度为2～3 m;悬锚式挡土墙的双层锚杆与锚定板型式建筑高度宜为6～10 m,3层锚杆与锚定板型式建筑高度宜为10～12 m。     

卸荷板对挡土墙土压力及稳定性的影响分析

基于有限元方法,对不同卸荷板长度情况下的墙趾板基底压力、墙踵板基底压力,下墙土压力、滑裂面位置及稳定性进行了对比分析。计算表明:卸荷板长度变大时,墙趾板的基底压力变小,墙踵板的基底压力变大,下墙的水平土压力逐渐减小。设置卸荷板后,挡土墙的安全系数有所提高,但卸荷板的长度存在一个明显的有效下限值与有效上限值。     

挡土墙水平土压力非线性分布试验研究

结合一山区高速公路多个挡土墙墙背土压力的监测数据,对挡土墙不同深度处的土压力大小分布规律进行了研究。结果表明：不同深度的挡土墙土压力随上部填土高度增加的快慢不同,愈接近墙顸,增加越快;水平土压力沿墙高呈非线性分布,其值介于理论静止土压力和被动土压力之间,在墙身的3／4以下,与静止土压力接近;在墙身的1／2以上,与理论垂直土压力接近。     

列车荷载对衡重式挡土墙土压力及稳定性影响研究

利用FLAC-3D建立起三维有限差分衡重式挡土墙模型,研究分析了在墙后填土自重荷载和列车动荷载作用下,挡土墙墙背土压力变化规律,并分析了挡土墙水平作用力、抗滑和抗倾覆稳定系数随车速的变化规律。结果表明:荷载对挡土墙的影响主要集中在上墙的中下部,车速对水平土压力作用点位置以及挡土墙稳定性影响不大。     

填土碾压对挡土墙土压力和位移的影响分析

路基挡土墙是城市道路中的常见结构物,具有节约空间、减少路基填方等优点。在路基填筑过程中,填土荷载和碾压荷载都会对挡土墙产生挤压作用,导致挡土墙承受侧向应力并产生位移。该文结合盐城市范公路某标段路基填筑施工,在现场埋设土压力盒和测斜管进行试验研究,得到了土压力和位移的发展规律。路基中垂直土压力主要由土体的重力引起,基本随土体深度呈线性分布。在碾压过程中对墙背水平土压力影响很大,填土不高时水平土压力接近于被动土压力,但随着填土高度增加其增长速度放缓,在填土1.0~1.4m高度达到最大值后出现明显下降,最后趋近于静止土压力。挡土墙位移基本是绕墙底的转动位移,施工前期位移增长缓慢,到后期填土接近墙顶时位移发展很快。最后利用有限元软件很好地模拟了路基中土压力的分布和挡墙位移。     

锚杆挡土墙施工技术在高速公路边坡中的应用

锚杆挡土墙是利用锚杆技术形成的一种挡土结构物。在高速公路边坡中设置锚杆挡土墙可以通过锚杆与地层之间的锚固力以达到确保结构物稳定的要求,本文笔者将结合具体的高速公路边坡施工实例,简要探讨锚杆挡土墙的具体施工技术,希望能对类似工程起到借鉴作用。     

非稳定边坡坡间挡土墙双锚建造技术研究

在非稳定边坡上修筑可以长期稳定的挡土墙是长期困扰国内外公路、铁路建设的重大技术难题。本文以山东栖霞-莱阳高速公路K59 470～630段工程为背景,对坡间挡土墙的设计方法和施工技术进行了系统深入的研究,首次提出并成功实施了集护坡与挡土为一体的支挡结构,将预应力锚杆和锚定板技术进行有效组合,经理论探讨和工程实践形成了一项适用于坡间挡土墙建造的新技术———双锚支挡建造技术,成功地解决了这一难题。     

考虑土拱效应的非极限主动土压力计算方法

针对平动模式下的刚性挡土墙,提出了考虑土拱效应的非极限主动土压力计算方法。考虑墙体平动位移对墙后填土内摩擦角与墙土界面上的外摩擦角的影响,建立了内外摩擦角与位移之间的关系式。对未达到极限位移的挡土墙,分析墙后小主应力拱的应力状态,并结合位移与摩擦角之间的关系,把主动侧土压力系数与挡土墙位移联系起来,将其用于水平微分单元法求解平动模式下挡土墙非极限主动土压力,给出了考虑土拱效应的非极限主动土压力分布、合力及作用点的理论公式,并与不考虑土拱效应的非极限主动土压力计算方法进行了比较。结果表明:该方法可行有效;土压力合力大小相等,但合力作用点与土压力分布存在明显差别;研究成果可为相关工程提供参考。     

片石砼挡土墙标准化施工质量控制要点分析

公路工程挡土墙对路基具有挡土作用,在临水、临河路段还具有与岸连接、挡水、导水及防渗等功能,挡土墙基础和排水设施施工是影响挡土墙质量和性能的关键因素。文中针对某高速公路路基工程中的片石砼挡土墙施工,对挡土墙标准化施工质量控制要点进行分析,完善挡土墙施工工艺。     

市域铁路路基绿色支挡结构设计研究

为市域铁路路基绿化，提出了3种绿色支挡结构:锚杆框架内三维生态袋防护、台阶式土钉墙、台阶式桩板墙，并对每种绿色结构的结构特点、设计方法、应用进行了阐述。根据锚杆框架内三维生态袋防护结构内部的受力情况，导出了用于锚固生态袋锚杆的长度计算公式。对比分析了普通土钉墙支挡边坡和台阶式土钉墙支挡边坡的稳定性和边坡土压力，得出二者稳定性基本一致，台阶式土钉墙边坡总的土压力偏小。对比分析了台阶式桩板墙桩板和常规桩板墙的桩板的受力情况，得出台阶式桩板墙的桩和板较同等规格的普通桩板墙的桩和板受力偏小。     

半填半挖路基挡土墙静止土压力计算

半填半挖路基挡土墙后填土属于有限填土,当挡土墙为重力式且修建在坚硬的基岩上,挡土墙刚度大变形小,墙后填土处于弹性平衡状态,土压力按照有限填土的静止土压力计算更加合理.基于已激发内摩擦角的概念,通过对墙后填土应力莫尔圆的分析,建立了半填半挖路基挡土墙后有限填土静止土压力的计算方法.针对挡土墙墙背和基岩倾斜面与水平面夹角不同,以及与填土之间摩擦角不同的各种情况,分别给出了静止土压力系数的计算公式.工程设计中应根据实际情况合理选择相应的公式进行土压力的计算.     

不同受力状态下重力式挡土墙稳定性对比分析

以库仑土压力理论为基础,以计算的偏心距e为控制因素。若e≥0即墙后土体主动推挡土墙,则采用主动土压力公式计算;若e<0即挡土墙主动推墙后土体,则取定e=0反算墙后土体的土压力,并以此土压力对挡土墙进行设计。分析给出了主动土压力和修正后土压力作用下重力式挡土墙稳定性计算结果对比,得到出了一些结论。     

浅析挡墙背拉索改造设计计算

本文通过对混凝土悬臂挡土墙墙设置背拉索的实例计算分析,阐述挡土墙合理设计合理改造起到较好的挡土效果,同时为同类环境下挡土墙设计提供参考。     

锚定板式结构的抗拔力计算方法

锚定板式结构物内部的基本受力状况,一般是台(墙)后填土的主动土压力作用于台身(或面墙),再通过拉杆将土压力传递给锚定板。锚定板则是依靠板前及板前邻近土体受到挤压引起变形而产生的抗剪力来平衡拉杆拉力。这个土体的抗剪力在此称锚定板抗拔力。可见,锚定板式结构是借助于埋     

有限无黏性填土刚性挡土墙主动土压力计算

针对经典的Rankine或Coulomb土压力理论不适用于山区挡土墙或邻近既有地下室基坑工程中常常遇到的墙后为有限宽度填土的情况,以墙背和稳定岩质坡面间为有限无黏性填土的刚性挡土墙为研究对象,假定在平面应变条件下,墙体平移使得墙后土体在极限平衡状态时出现通过墙踵的直线形或折线形滑裂面,且其中形成圆弧形土拱,考虑滑动土楔内水平土层间存在的平均剪应力,引入水平层分析法,得到非线性分布的主动土压力表达式。通过与文献中离心机模型试验结果的对比,验证所提方法的合理性,并在此基础上,以三角形和矩形断面有限填土挡土墙为例,探讨墙背倾角、岩质坡面倾角、墙土摩擦角、岩土摩擦角、填土内摩擦角或填土宽度等参数对主动土压力的影响。计算结果表明：该方法合理可行;有限填土时主动土压力沿墙高一般为非线性分布,且其合力作用点的位置一般不在墙高的1/3处;当填土宽度较大时,主动土压力合力大小有可能大于Coulomb土压力理论计算值,而且对于矩形断面有限填土的挡土墙,滑裂面的倾角都小于Coulomb土压力理论值。     

无连接挡板高填方路堤薄壁挡土墙土压力模型试验研究

根据远当国防公路扩建工程,提出无连接挡板高填方路堤薄壁挡土墙新型结构。应用土压力盒和钢筋应变片进行模型试验,测试挡土墙土压力分布规律和拉筋应变的变化规律。挡土墙土压力不同于经典土压力理论,从挡土墙顶部向下到1 3高度以上,土压力分布呈线性增加,1 3高度以下,土压力随高度变化不大;土压力的分布规律与挡土墙面板后填料的性质无关。试验及分析表明,该连接挡板式薄壁挡土墙结构是一种合理、经济、可以应用于高路堤实际工程的新型挡土结构。