土压平衡盾构的土力学模型与土压平衡控制

根据土压平衡盾构的特点及施工原理,结合隧道设计、施工的具体经验,建立了土压平衡盾构的土力学模型,并采用朗肯理论计算了掘进土压力,提出了土压平衡盾构掘进土压平衡控制策略,确定了土压平衡盾构施工土压力的设定原则和方法,为土压平衡盾构掘进机的设计和开发提供科学的理论依据.     

饱和非饱和土的位移土压力及非极限力学指标研究

为了客观评估非极限平衡条件下,土力学强度参数的发展变化规律,基于摩擦定律、土压力与位移的双曲线模型、饱和非饱和土的Mohr-Coulomb强度准则、非极限平衡土力学参数同步发挥的假设,采用应力路径分析方法,研究了非极限平衡条件下饱和非饱和土的位移土压力对应的应力状态,并给出了位移土压力依赖于非极限内摩擦角、粘聚力和吸力内摩擦角等参数的理论计算公式.研究结果表明:当挡土结构由K0状态发生向着土体的正向位移时,基于位移的土力学参数先随着位移的增大而减小,在减小至0后又随着位移的增大而逐步增大,直至被动极限平衡状态;当挡土结构由K0状态发生背向土体的负向位移时,基于位移的土力学参数随着位移的增大而逐步增大,直至主动极限平衡状态;该方法为进一步研究挡土结构的力学性能、工作状态、安全储备提供了理论基础.     

升温作用下整体桥台台后土压力计算方法的探讨

对在升温作用下,整体式桥台桥梁台后土压力的计算方法进行研究。分别采用Broms法、m法及p-y曲线法计算桥台背墙后填土的水平抗力系数;采用m法及p-y曲线法计算台柱土的水平抗力系数和台桩、墩桩侧土的水平抗力系数;采用TDV软件模拟土对桩端的约束作用。通过对不同方法计算的台后土压力的对比分析,得知:在计算升温引起的整体式桥台桥梁台后土压力时,桥台背墙及台柱土的水平抗力系数计算采用m法是不适合的;桥台背墙后填土的水平抗力系数可采用Broms法计算;土对台桩及墩桩侧的水平抗力系数按p-y曲线来考虑是适合的。     

高水位地区深基坑支护施工中土压力分析

从朗肯土压力理论出发，分析了在不同抗剪强度指标下，不考虑渗流影响时的水土分算、考虑稳态渗流时的水土分算与水土合算的不同之处，提出了采用不固结不排水强度指标时的土压力计算方法。将计算结果与实际结果进行比较，发现“广义”水土合算法的不安全性，并给出了在不同情况下土压力合理计算公式。     

基于黏弹-塑性圆孔扩张理论压力注浆锚杆锚-土界面黏结强度计算方法

压力注浆锚杆在隧道、边坡、基坑等支护工程中应用广泛。为了预测锚杆在不同注浆压力下的锚-土界面黏结强度,将锚-土界面法向应力的发展过程分为2个计算阶段：压力注浆时锚孔扩张半径的计算和浆液硬化后界面法向应力的计算。在计算时,将锚孔扩张过程视为无限土体中的瞬时圆孔扩张问题,考虑塑性区土体服从统一强度准则,推导出压力注浆时锚孔扩张半径解答;然后,考虑土体的时变特性,引入黏弹-塑性圆孔扩张理论,采用Merchant模型推导出浆液硬化后界面法向应力随时间衰减的解答;最后,基于库仑抗剪强度公式,建立了压力注浆锚杆锚-土界面黏结强度的理论计算方法。为了验证所提计算方法的可靠性,采用自制的锚杆微元体压力注浆装置,制作了3种不同注浆压力下的锚杆试样并开展了拉拔试验。将获得的试验结果与所提理论计算结果进行对比,并结合已有的压力注浆土钉拉拔试验结果进一步验证。结果表明：提出的压力注浆锚杆锚-土界面黏结强度的理论计算方法能够准确的预测试验数据,可为工程设计提供参考。最后进行了参数分析,结果表明：锚-土界面黏结强度与注浆压力呈线性关系,注浆压力增大能有效提高锚杆的承载性能;锚-土界面黏结强度随着复合模量的增大呈现...     

高填方大跨双孔钢波纹管涵测试与分析

为了解双孔钢波纹管涵应用于高填方路基时径向土压力及变形特性,结合依托工程,通过现场试验,并精细化有限元建模方法对其进行分析。结果表明,双孔2-φ5.5 m钢波纹管涵,变形与径向土压力随着填土高度的增加而增大,填土高度达到管顶24 m尚未出现明显土拱效应;径向土压力沿管周分布呈椭圆形,采用双孔管涵,结构受力与单管涵基本相同,最大径向土压力出现位置不同,位于管斜下方45°位置;有限元分析与试验结果相吻合,表明有限元分析模型精度满足工程要求。最后,将公路桥涵规范中土压力计算结果与有限元、测试结果进行对比,规范计算得到的最大土压力偏大,最小土压力偏小。     

悬臂式挡土墙土压力计算方法对比研究

悬臂式挡土墙设计时可采用库仑理论计算公式或弹性理论进行土压力计算，这两种计算方法在计算土压力荷载时存在差异，将会影响设计结果。通过理论分析和设计对比的方法，对比了两种计算方法产生差异的原因及对结构内力和配筋的影响，对比了一般工况和地震工况下的悬臂式挡土墙设计结果，并对在不同工况下运用库仑理论和弹性理论设计的特点和适用性进行分析。研究发现，破裂面是否交到荷载土柱是采用库仑理论设计的关键因素，在地震工况下设计时，弹性理论未能完全考虑地震影响。     

考虑弱结合水时黏性土饱和度修正计算

黏性土的饱和度指标大于100％的现象在实践中时有发现，根据定义这是不合理的。建立完全饱和土的二相体系模型，采用经典土力学理论，对饱和度进行计算修正。     

盾构开挖面楔形体支护压力模型分析及改进

为了维持砂土地层盾构隧道开挖面的稳定性,以楔形体模型2种常用的面积等效方法为出发点,对开挖面支护压力计算公式进行推导,同时结合现有楔形体模型与Takano 1g模型试验结果从砂土盾构开挖面破坏区外形的角度改进楔形体计算模型,在考虑松动土压力的情况下提出盾构开挖面主动极限支护压力的计算公式并简化。将Chambon离心模型试验结果与楔形体支护压力计算结果进行对比,并依托西安盾构隧道工程土舱压力监测数据对新公式进行工程应用分析。研究结果表明:采用第1种面积等效方法时的楔形体模型计算结果更为精确,不同模型计算结果出现差异的主要原因来自于楔形体竖直侧面摩擦力的影响,同时提出1.5倍所提简化公式的计算值作为上部土舱压力设定的建议值。     

基坑支护上的水土压力共同作用问题及建议

基坑支护结构上实测的内力常常远比用经典土力学理论计算的数值小。在计算方法和水土相互作用机理方面对于水土“分算”和“合算”这一有争论的问题进行了分析和讨论,该文探讨了土的微观结构特征及其对工程特性的影响,基于微观层面分析了土中水的存在类型及特征,研究了水土共同作用韵微观机理,给出了粘性土能否传递孔隙水压力的判别公式,指出这是一个有待于深入研究和探讨的课题。     

互锚式挡土墙土压力分布规律研究

互锚式挡土墙具有整体性好、抗震能力强等特点,但由于锚杆的互锚作用,其土压力的分布规律较传统挡墙差异很大。为研究互锚式挡土墙的土压力分布规律,进行了室内模型试验和FLAC3D数值计算。模型试验在墙后不同填土深度埋设土压力盒,监测了墙不同填土高度的竖向土压力、侧向土压力以及土压力的横向分布。对照模型试验结果,利用FLAC3D数值计算对模型试验结果进行了验证。结果表明:互锚式挡土墙土压力分布存在明显的三维土拱效应;竖向土压力、侧向土压力和横向土压力均呈非线性分布;竖向和侧向土压力的峰值出现在锚杆附近。     

非饱和土基质吸力量测试验研究与探讨

土-水特征曲线能够解释非饱和土力学的许多力学特性。土-水特征曲线的获取依赖于试验设备、试验技术、试验方法,土-水特征曲线的准确获取能够促进非饱和土力学的发展。结合目前的非饱和土力学研究,对现有主要非饱和基质吸力量测试验进行了归纳总结。     

粘土的结构对渗透性质影响的试验研究

天然沉积的粘性土都具有一定的结构性，根据研究粘土的渗透性能与土体的结构性具有密切的关系。土体的渗透性是在土力学中主要的研究课题之一。对某些工程问题具有重要的意义。本文对粘土在不同压力下进行原状土与重塑土的渗透试验，并根据试验结果探讨了粘土结构性对渗透性的影响，得出一些有意义的结论，对实际工程具有一定的参考价值。     

软土路基震陷简化计算方法

基于应力锥模型、软化模型概念和土力学中的分层总和法,提出了一种路基软土震陷简化分析方法并编制了程序。该法考虑了土、地震动和基底压力的共同效应。计算结果与其他分析方法的结果比较接近,表明该法是行之有效的,可供工程部门使用和参考。     

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。     

基于D-P模型的波形钢板土压力对比研究

采用ANSYS进行波形钢板结构内力分析时,D-P模型是ANSYS中唯一一个能够进行土体分析的本构模型。文中基于D-P模型中的各个参数与土体线弹性模型,对波形钢板结构物的土压力计算进行探索,总结了土体参数变化对波形钢板结构内力的影响;通过分析对比现有土压力计算公式,总结了各种方法的计算值对土压力的影响大小,为波形钢板结构土压力计算提供理论参考。     

钢顶管竖向土压力计算方法对比

钢顶管作为非开挖施工的常见施工方法,其竖向土压力计算是钢管强度和刚度设计的关键。首先对常见的三种卸荷拱理论计算方法进行介绍,其后结合实际顶管工程勘察资料,以砂性土和黏性土两种常见土层为例,以传统计算方法和三种卸荷拱理论方法为准则,对影响计算结果的关键因素进行梳理,进行了等效土柱高度和竖向土压力对比分析,最后总结了钢顶管竖向土压力计算时的设计要点。     

基于极限分析挡土墙稳定的可靠度计算方法

针对库仑土压力理论的不足,提出用塑性极限分析计算挡土墙土压力,并以塑性极限分析土压力计算理论为基础,推导出挡土墙稳定性的可靠度计算方法,建立相应的可靠度计算的中心点法公式,并进行参数敏感性分析,揭示了不同的参数对挡土墙稳定性可靠度指标的影响,可以为岩土工程的极限状态设计提供参考。     

有限土体主动土压力数值计算及参数分析

为研究填土宽度、粘聚力、内摩擦角和计算深度等对墙后有限宽度土体主动土压力分布的影响,建立有限土体数值计算模型,结合工程算例,将有限元法与前人提出的几种有限土体主动土压力计算方法进行对比分析。结果表明,在同一深度处,有限土压力随土体粘聚力的增大而减小,随摩擦角和计算宽度的增大而增大;主动土压力随有限土体宽高比的变化呈上凸曲线,在一定填土宽度范围内,墙背和已有建筑物墙背越粗糙,摩擦系数越大,主动土压力越大;有限元法的分析结果与基于极限平衡理论及平面滑裂面假定的有限土体主动土压力计算方法的结果最相近。     

参数大小对主动土压力计算值的影响分析

基于库仑土压力理论,通过计算,说明了各参数对主动土压力大小影响程度的差异,并采用有限元方法对某试验桥台台背主动土压力进行了分析,得到了台背主动土压力随填土内摩擦角和台背外摩擦角变化的规律.