深埋式大直径钢圆筒结构与土的共同作用

土压力是钢圆筒结构的主要外荷载之一,是分析钢圆筒与土共同作用机理的最重要一环。结合港珠澳大桥岛隧工程西人工岛项目实例,以有限元软件PLAXIS 3D作为分析平台,建立深埋式大直径钢圆筒岛壁结构整体空间弹塑性有限元模型。分析钢圆筒结构的筒前被动土压力分布曲线与筒底竖向土压力分布曲线,并与同工况下二维平面等效理论计算方法得到的土压力曲线以及经典朗肯、库仑土压力进行对比。结果表明,三维数值模拟钢圆筒结构筒前被动土压力最小,随深度增长的趋势与经典土压力相吻合;三维数值模拟筒底竖向土压力与二维平面等效计算结果在分布趋势和数值方面都基本吻合。     

沉入粘土中的大圆筒筒内外土压力分布规律及计算方法

通过对大圆筒与粘土相互作用的模型试验研究 ,总结了粘土中大圆筒筒内外土压力的分布规律 ,提出了粘土中大圆筒筒内外土压力的计算方法。     

沉入式大圆筒外壁静止土压力计算方法的研究

通过理论分析指出了筒外壁曲面对土压力分布的影响，在土压力计算中引入形状系数的概念，并提出了圆筒的形状系数与筒径关系的经验计算式。指出了边筒的存在影响圆筒外壁土压力分布的机理为筒与筒连接部位凹入部分土体形成的土拱，土拱影响的范围与筒外径大小有关。提出了筒外壁轴向及环向土压力计算的新方法。     

大圆筒结构与粘土相互作用的模型试验研究

以沉入式大圆筒为研究对象,进行了大圆筒结构与粘性土相互作用的室内模型试验,初步搞清了大圆筒结构在粘性土中的工作机理、筒内、外土压力分布特性、大圆筒的抗倾性能、筒底地基反力分布及结构变位情况等。     

沉入式大圆筒结构内填土压力数值分析

沉入式大圆筒结构是一种适用于软土地基的码头结构形式,研究圆筒内填土压力对于筒壳强度的计算及其稳定性分析都有着直接关系。文中借助ANSYS软件建模,通过数值解得出圆筒入土5m工况下的压力分布规律,并与杨森公式比较,分析其变化规律;最后给出圆筒不同入土深度下的筒内土压力分布规律。     

插入式钢圆筒筒内侧土压力分布规律及计算方法

针对插入式钢圆筒筒内土压力计算理论多样性、计算结果差别大的问题,分析筒内土压力分布规律及计算方法。结合港珠澳大桥岛隧工程西人工岛X37#钢圆筒,采用有限元软件PLAXIS 3D和多种理论计算方法对比分析筒内土压力。结果表明：筒内土压力不是随深度增加一直增大,库拉依宁法计算筒内土压力结果与三维有限元软件分析结果比较吻合,在工程设计中可以采用库拉依宁法计算筒内土压力。分析成果可以为钢圆筒筒壁水平张力计算提供依据,从而合理确定钢圆筒筒壁厚度。     

关于挡土墙主动土压力计算问题

采用库仑土压力理论，挡土墙的主动土压力是由墙后填土在极限平衡状态下出现的滑动楔体产生的假设，建立关于挡土墙上土压力强度的一阶微分方程，并求得精确解，分别给出了墙体水平变位、墙体绕地基转动、墙体绕墙顶转动三种变位模式下，土压力强度、土压力合力和土压力合力作用点的理论公式，并与库仑土压力公式和有关实验结果进行了比较分析。结果表明，三种墙体变位模式下的土压力合力等于库仑土压力公式计算结果，但土压力合力作用点有显著差别。结合工程设计，对挡土墙主动土压力的大小和分布，以及作用点的取值等问题进行了讨论，并提出建议。     

沉入式大圆筒内土压力及其计算

采用模型试验实测圆筒结构筒内土压力，并对圆筒在覆过程中筒内土压力的变化规律进行探讨。最后依据实测土压力图形提出筒内土压力计算公式。     

连续排列大圆筒筒后静止土压力的空间计算方法

通过理论分析指出了连续排列大圆筒筒外壁曲面对土压力分布的影响,在土压力计算中应用空间计算理论,并引入了平衡拱体积、形状系数与圆筒直径关系的经验计算式。指出了筒外壁的静止土压力的分布的机理与筒外径及平衡拱的体积大小有关。     

双排板桩间土压力计算方法及其应用

现有双排板桩间土压力的计算大都直接采用经典土压力公式,没有综合考虑桩间土与板桩之间摩擦力的影响.针对以上问题,根据极限平衡理论,考虑桩间土与板桩之间摩擦力、桩间宽度的影响,得出了双排板桩间土压力的计算方法.对其进行拓展,使之能应用于黏性土、非黏性土、不可压缩基础、可压缩基础上.随着板桩间宽度的增加,该方法计算出的土压力呈曲线分布,渐近线接近于垂直线,土压力值的大小接近于朗金公式.经与有限元软件Plaxis的结果对比,土压力计算结果趋向性相同,土压力计算值基本一致,证明该计算方法基本合理可靠、结果可信.     

坦墙上土压力计算探讨

为寻求坦墙条件下土压力计算方法,建立坦墙土压力判别式,给出不同情况下坦墙主动土压力计算公式。对于填土水平时的坦墙,可采用朗肯理论或库伦理论计算土压力,前者计算简单方便,后者计算复杂;当填土面倾角等于土的内摩擦角时,由于墙背临界倾角等于零,即第2滑动面为通过墙踵的垂直面,因此,对于俯斜式挡土墙,无论墙背的倾角多大,须按坦墙情况计算土压力。     

超大型沉箱贮仓压力的数值模拟计算

通过ABAQUS有限元分析软件对一般沉箱和超大型沉箱的贮仓压力进行数值模拟,并对比分析数值模拟结果与按现行规范中贮仓压力公式的计算结果。经过对不同参数组计算结果的对比分析后发现:填料的内摩擦角、弹性模量、泊松比,以及填料与仓格边壁间的摩擦系数均是影响贮仓压力的主要参数。现行规范中的贮仓压力计算公式,仅考虑填料内摩擦角和填料与仓格边壁间摩擦系数的影响,而不考虑填料的弹性模量和泊松比影响的假设值得商榷。     

极限平衡法求解土压力的新进展

根据土体极限分析理论,推出了一种新的主动土压力计算方法,建立了破裂面为平面、平面-平面、平面-螺旋面三种计算模式,并与已有的计算方法进行了土压力系数比较。结果表明:本文的计算方法较为合理,且计算公式简单,应用方便。     

基于能量理论的挡土墙的被动土压力分析

从能量理论出发,导出任意情形下挡土墙被动土压力的计算公式,探讨破裂角的计算方法.与传统的朗金和库伦计算方法相比,该方法应用范围较广,计算结果较为符合实际.     

挡土墙被动土压力分布与被动侧压力系数

采用库仑土压力理论假设:挡土墙被动土压力是由墙后填土在被动极限平衡状态下出现的滑动楔体产生,在该滑动楔体上沿竖向取水平薄层作为微分单元体,通过作用在单元体上的水平力、竖向力和力矩平衡条件,建立挡土墙被动土压力强度的一阶微分方程,给出了被动侧压力系数、被动土压力强度、被动土压力合力和被动土压力合力作用点的理论公式,并分析了被动极限平衡状态下填土内摩擦角和墙背摩擦角对被动侧压力系数、被动土压力强度、被动土压力合力、被动土压力合力作用点和抗倾稳定性的影响。结果表明,随着填土同墙背间摩擦角增大,被动侧压力系数K值和被动土压力合力作用点高度减小,水平被动土压力合力增大,水平被动土压力合力对墙底的合力矩保持不变。     

大圆筒结构整体稳定性和水平变位三维数值模拟

大圆筒结构作为水运工程新型结构形式,受力机理复杂,行业内对其认识较为有限。为研究大圆筒结构整体稳定性和水平变位的影响因素,采用PLAXIS 3D软件模拟大圆筒结构在不同地基土密度、强度、刚度,不同筒内回填料密度、强度以及不同埋深工况下整体稳定性和水平变位。结果表明,大圆筒结构整体稳定性随地基土密度、摩擦角和埋深的增大而增加,随回填料密度增大而降低,与回填料摩擦角和地基土弹性模量无关;大圆筒结构水平变位随地基土密度、摩擦角、弹性模量和埋深的增大而减小,随回填料密度的增大而增大,与回填料摩擦角无关。该成果可为大圆筒结构设计提供参考依据。     

不连续速度边界下土压力的严密解法

基于上下限原理的推论,分析不连续速度边界下土体中不连续应力场和不连续速度场。根据应力不连续线和速度不连续的性质,在考虑有重土,土体和墙体摩擦情况下,通过数值计算,解三类边值问题,求得不连续速度边界下挡土墙墙后土体中的静力场。同时对对应的机动场进行分析,找出了满足速度边界条件的静力场,解得不连续速度边界下挡土墙土压力的严密解。计算结果表明:当不考虑土重、土与墙体之间的摩擦时,结果与前人成果一致。     

高大扶壁式挡土墙墙后土压力特性有限元分析

对扶壁式挡土墙进行三维有限元分析,得到了立板后的土压力分布,结果表明:竖向土压力分布先随覆土深度的增加而增大,但到一定深度后,随覆盖土层厚度的增加土压力增大率减小,当覆盖土层厚度增大到一定数值后,土压力几乎不再增大;水平方向的土压力分布受肋板的直接影响,在立板的上部,受肋板的影响较小,土压力分布较为均匀,在立板的下部,受到肋板的影响较大,表现出中部大,两侧小,呈类似“抛物线”型分布,深度越大,这种现象越明显,“抛物线”越集中。     

CPTU数据解译在港珠澳大桥勘察中的应用

孔压静力触探(CPTU)是一种快速准确的原位测试方法,目前基于CPTU的数据解译方法,主要是由大量统计数据得到经验、半经验关系。通过CPTU试验的数据解译在港珠澳大桥勘察工作中进行土体分层、黏性土不排水抗剪强度、砂土内摩擦角及地基均匀性分析方面的应用,得出一些有益的结论。