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。     

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。     

专利名称:适用于深水卸荷式板桩岸壁结构的概化模型设计方法

深水卸荷式板桩岸壁结构的概化模型设计方法利用弹性连杆模拟地基土与结构之间的相互作用,简化了深水卸荷式板桩岸壁结构的计算模型;将土压力分为自重土压力和超载土压力分别进行计算,且同时考虑了卸荷作用和遮帘作用,从而能够更加合理准确的计算作用于结构的土压力,依据主动土压力理论,考虑卸荷作用和遮帘作用进行前墙的土压力计算。     

墙后土压力的弹塑性分析

根据刚性挡土墙模型试验中主动土压力的分布规律和主动土压力产生的机理,利用弹塑性理论,引入接触面单元和旨簧边界条件,建立了刚性挡土墙主动土压力的计算模式。理论计算与模型试验结果能很好的地吻合。计算表明实际工程中底部边界摩擦力只影响较小区域的土压力。     

等效内摩擦角计算方法及其应用

挡土墙的应用环境复杂,合理计算土压力就变得极为重要。针对黏性土土压力计算,朗肯土压力理论不考虑土体与墙壁间的摩擦力,库伦土压力理论只能计算非黏性土,为了综合考虑摩擦力及粘聚力的影响,提出等效内摩擦角的理论。列出常用的3种等效内摩擦角的计算方法,并经分析选择相对最合理的计算方法。在此基础上,考虑墙后均载和水位,推导得出新的等效内摩擦角计算公式,使等效内摩擦角能应用于更多复杂的环境中。     

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。     

带减压平台挡土结构的土压力计算

为有效地减少主动土压力,常常在挡土墙后设置减压平台。减压平台限制了墙后滑动面,此时滑动土体不再是一个楔体,无法采用朗肯理论、库仑理论计算土压力。减压平台的位置不同、长度不同,都会影响土压力的大小和分布。建立长、短减压平台的判别模式,探讨不同种类的减压平台土压力计算方法,提出建议和措施。     

考虑开挖情况主动土压力计算

在挖方工程中,开挖面形状、开挖面角度直接影响到滑动面的形状和滑动面的计算参数。由于开挖的影响,滑动面可能发生在老填土或者新填土中,滑动面上的应力状态不是库伦主动状态,因而不能采用传统的库伦土压力理论计算主动土压力。探讨了不同情况下土压力计算参数的取值和计算方法,提出了建议。     

重力式码头升级改造板桩墙后土压力分布

针对重力式码头升级改造新建板桩墙方案板桩墙后土压力分布问题,开展新建板桩墙距已有重力式墙身不同距离的土压力分布规律研究。采用有限元数值模拟和理论公式计算对比分析,得出作用在前板桩墙上的土压力小于理论主动土压力,即存在贮仓效应的结论。建议重力式码头改造工程设置前板桩墙时,采用公式合理选取贮仓尺寸,或根据新建板桩墙距已有码头墙身的距离采用有限元计算作用在板桩墙上的土压力,避免保守或激进设计。     

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。     

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.     

Modelling upheaval buckling in marine buried pipelines by coupling the shear stresses and soft soil stiffness

Buried marine pipelines employed in the Oil & Gas industry are subjected to pressure and temperature gradients, which cand produce local high compression loads leading to the onset of upheaval buckling failure. Upheaval buckling occurs when the localized stresses across the pipeline are high enough to induce constant deformation due to the low soil restriction in the upward direction. Therefore, models to predict upheaval buckling in buried marine pipes caused by high pressure and high temperature (HP/HT) and soil stiffness have been developed based on Euler-Bernoulli beam theory (EBT). However, this theory does not consider stresses and strains due to shear stresses which can play an important role in upheaval buckling failure. Therefore, in this work an analytical model that takes into account Engesser-Timoshenko beam theory (TBT) and considers the shear effects on pipelines was developed to predict upheaval buckling in buried marine pipelines. Furthermore, equations that govern vertical buckling of buried pipelines considering a plastic soil with initial imperfection were considered. Analytical results were compared with finite element models of buried pipeline and other models reported in the literature, and it was observed that analytical results fall in the range of those reposted in the literature. It was also observed that the incorporation of shear stresses in buried marine pipelines has low effect on upheaval buckling onset and propagation, but the soil stiffness has a strong influence on upheaval failure in buried marine pipelines.     

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。     

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。     

真空-电渗联合作用下的软基固结计算研究

考虑了电渗水流与压力水流的叠加作用及井阻对真空度衰减的影响,在此基础上结合Hansbo砂井地基固结理论和真空-电渗边界条件,建立了轴对称真空-电渗联合作用软基固结方程,给出了地基中平均孔压和径向固结度的解析解,并进行了退化验证。最后通过算例分析,研究了不同荷载组合情况对平均孔压消散和径向固结度的影响。结果表明:真空-电渗联合作用下平均孔压是真空预压与电渗分别作用下孔压的叠加;在真空度不足情况下,可通过调节电渗电压大小,保证土体加固效果;在真空度一定的情况下,电源电压越大加固效果越好。     

4种真空预压土体固结度预测方法及其效果对比

以天津临港经济区真空预压工程实测地表沉降数据为基础,使用双曲线法、三点法、Asaoka法及孔压固结度法对地基的固结度进行预测。结果表明：使用双曲线法预测结果较小且人为影响大,影响工程经济性;三点法预测结果较大,不能保证工程质量;从欠固结土沉降计算理论出发,认为孔压固结度法计算结果可以作为预测结果下限值,而Asaoka法与实测结果较吻合。建议在类似工程中改变单一的双曲线评价方法,采用3种预测方法对比分析为主、孔压固结度法为辅的方法综合评判。     

运动海床对近海风机单桩基础的影响

以东海大桥海上风电场为研究背景,首先基于Biot固结理论求解了不同波况下多层非均质土体的位移、超孔压的分布,讨论了波浪荷载对海床运动的影响。而后基于土体位移计算结果,应用支座位移加载法与p-y曲线法相结合的方法,求解了运动海床作用下近海风机单桩基础的内力和变形,并将其结果与不考虑运动海床作用的结果进行了对比。对比结果显示:运动海床对桩身的变形影响显著,设计中有必要进行运动海床作用下的变形校核。     

负压非均匀分布边界条件下砂井地基固结解析

基于浅表层超软弱淤泥地基真空预压处理技术的特点,建立了浅表层超软弱淤泥砂井地基的固结理论。该理论的解析解考虑了浅表层超软弱淤泥地基真空预压处理技术所存在的负压非均匀分布的边界条件问题,更接近工程实际情况,计算精度可满足工程要求。     

海床失稳对桩体土压力的影响*

传统的海洋桩基的设计计算方法未考虑海床失稳的影响,计算结果的精确性和可靠性无法保证,这将为设计出的海洋建筑物留下安全隐患。因此,在海洋桩基设计分析中有必要考虑海床失稳的影响。首先介绍了基于Biot固结理论和虚拟桩技术所建立的考虑海床失稳影响的桩-土相互作用模型,基于该模型求得的土压力可以考虑海洋环境条件、海床土体条件及桩体几何、物理条件等多因素的影响。而后,基于土压力的数值解,探讨了桩体挠度、波高、水深及土体压缩模量等对桩体土压力的影响,得出了若干结论,可为海洋桩基设计提供参考。