重力式挡土墙稳定性与地基承载力研究

为研究重力式挡土墙抗倾覆稳定性与地基承载力,通过研究公路、铁路及建筑行业规范相关计算公式,各规范抗倾覆稳定性与地基承载力计算是相互独立的,同时抗倾覆验算均对墙趾取距计算而忽略了地基反力对倾覆的不利作用,不满足力矩平衡方程。通过将地基承载力与抗倾覆计算相结合,从力矩平衡的基本原理出发判断出规范公式有误,并得出正确的抗倾覆计算方法和公式。利用算例比较规范公式计算安全系数显著偏大,对工程设计和应用不利。建议采用力学基本原理或文中提出的方法和公式计算重力式挡土墙抗倾覆稳定性。     

俯斜式挡土墙截面设计直接计算法

综合考虑挡土墙的抗滑移、抗倾覆稳定性及地基承载力验算公式,推导出俯斜式挡土墙截面尺寸计算的表达式,并给出了换算系数的关系曲线,可得到合理的截面尺寸。算例表明,该法简捷、直观,结果可靠,可供设计人员参考。     

加筋土挡土墙设计分析

以一高速铁路应用实例,介绍和探讨了加筋土挡土结构的强度、稳定性等方面的设计理论及方法.加筋土挡土墙的设计应进行内部稳定和外部稳定计算:内部稳定计算包括筋带的强度验算和抗拔验算,确定筋带的长度和截面积及面板的厚度;外部稳定验算包括挡土墙沿基底滑动验算、基底承载力验算、倾覆稳定验算、地基与墙后土体的整体滑动验算以及必要时的地基沉降验算.     

挡土墙抗倾覆稳定性及地基承载力验算探讨

根据挡土墙抗倾覆安全系数及地基承载力验算的基本公式,推导了抗倾覆安全系数与地基承载力之间的关系表达式;分析了地基承载力大小对抗倾覆稳定性的影响,同时提出了修正后的抗倾覆安全系数计算式.     

关于公路路基设计规范中挡土墙倾覆稳定方程表达式的商榷

《公路路基设计规范》 (JTG D30—2004)对挡土墙的设计首次提出了以荷载分项系数法为主的设计方法，即滑移和倾覆稳定采用分项系数法设计、地基承载力采用容许应力法设计。根据荷载分项系数法，相同的分项系数因荷载对挡土墙结构的不同作用效果必须取用不同的数值。但是，规范对倾覆稳定方程表达式表述含混，容易出错。根据分项系数的不同取值，对挡土墙倾覆稳定进行了大量计算，并与总安全系数法的计算结果进行比较，提出了倾覆稳定方程的修正表达式，供大家商榷。     

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。     

曲线桥抗倾覆稳定性设计方法研究

由于目前曲线桥抗倾覆稳定性设计尚未有统一标准,禁止支座脱空和抗倾覆稳定系数大于2.5均可以用作曲线桥梁的抗倾覆稳定性满足要求的判别标准,在此基础上本文引入了新的稳定性系数等效计算公式并与前两种设计方法进行对比。基于某公路钢-混组合曲线梁桥建立空间有限元模型,通过对设计荷载和实际车队荷载进行最不利布置,计算其抗倾覆稳定性系数并进行对比。研究结果表明:设计荷载和实际车队荷载作用下此桥均满足抗倾覆的要求,但是后者作用下的稳定系数较小;以禁止支座脱空系数大于1来进行抗倾覆稳定设计更安全;引入的抗倾覆稳定系数等效计算方法更为简便、实用。     

重力式挡土墙稳定性影响因素分析

对可能影响重力式挡墙稳定性的因素进行考察,分析各因素对重力式挡墙抗滑移、抗倾覆和路基整体稳定性的影响。结果表明背后填料对挡墙的抗滑移、抗倾覆和路基整体稳定性均有较大影响,填料的内摩擦角越大,挡墙的稳定性越强;重力式挡土墙的截面尺寸对稳定性的影响程度不同,挡墙背坡倾角坡度、面坡倾角坡度和墙趾宽度对挡墙抗倾覆稳定性的影响较明显,基底倾角对抗滑移稳定性更敏感,增加凸榫对抗滑移和整体稳定性均有较大提高。     

对拉式挡土墙设计及其在滥石大桥引道的应用

对拉式挡土墙是一种轻型挡土墙,如图1所示。主要由拉杆(施工拉杆)、钢筋混凝土立柱、挡土板、基础等组成,靠挡土墙之间水平拉杆平衡土压力以保持挡土墙的稳定。墙后土压力由挡土板传给立柱,立柱由挡土墙之间的拉杆互相拉住,使墙得到稳定。其特点是受力明确,结构及其计算简单,墙身断面小,自重轻,圬工省,占地少,对地基承载力要求不高,稳定性好。根据工地情况,构件既可预制也可现浇,施工     

低承载力地基重力式挡土墙墙踵台阶作用初探

在分析了重力式挡土墙特点的基础上,指出墙踵台阶能降低挡土墙对地基承载力的要求。采用岩土数值模拟软件FLAC^3D对无墙踵台阶和设置墙踵的重力式挡土墙的力学特征分析,确定设置墙踵台阶的挡土墙在低承载力地基使用的可行性理论依据。应用于实际工程证明,在低承载力地基重力式挡土墙设置墙踵台阶是合理、可行的。     

独柱混凝土曲线连续梁桥抗倾覆稳定性研究

为了对既有公路混凝土曲线连续梁桥的横向稳定安全性进行评估,以中间墩采用独柱单支座支承的曲线连续梁桥为对象,基于安全系数法,定义抵抗倾覆的稳定力矩与产生倾覆作用的力矩的比值为抗倾覆稳定系数,计算曲线连续梁桥在自重和汽车荷载作用下的抗倾覆稳定系数并进行分析。结果表明:中间墩采用独柱支座支撑的曲线连续梁桥的抗倾覆稳定系数值与曲线半径不是单调递增或单调递减的关系,存在最不利曲线半径;在最不利曲线半径附近范围内,中间墩采用独柱单支座支撑桥梁的抗倾覆安全富余度很小甚至不足;直线桥的抗倾覆稳定性远高于曲线梁桥,曲线梁桥的抗倾覆稳定性与中间墩支撑形式有关。中间墩单支座外偏布置或改为双支座可提高曲线梁桥的抗倾覆稳定性。     

采用灌注桩基础的悬臂式挡土墙在工程中的应用

以某公路货场专用线地道引道工程悬臂式挡土墙设计为例,对后踵有限制,抗滑移验算、地基承载力验算不满足规范要求而采用灌注桩基础的钢筋混凝土悬臂式挡土墙进行计算,并验算其最大挠度,为相似工程的设计计算提供参考。     

单主缆悬索桥抗倾覆稳定性研究

为寻求合适的结构设计参数,解决单主缆悬索桥倾覆失稳问题,以南宁英华大桥为背景,考虑斜吊索数量、边跨长度及两者的耦合作用,建立全桥有限元模型进行抗倾覆稳定性计算,分析偏载作用下的支座受力、抗倾覆稳定系数和加劲梁跨中扭转变形。结果表明:设置斜吊索能有效提高抗倾覆稳定系数,并能减小加劲梁跨中扭转变形,但无法消除支座拉力;增加边跨长度能有效提高抗倾覆稳定系数,并能消除支座拉力,但对加劲梁跨中扭转变形影响不大;同时设置斜吊索和适当增加边跨长度可提高抗倾覆稳定系数、消除支座拉力、减小加劲梁跨中扭转变形,能较好地解决单主缆悬索桥倾覆失稳问题。     

独柱墩梁桥横向稳定计算理论与验证

针对独柱墩梁桥横向稳定存在的隐患问题,通过对多座独柱墩梁桥倒塌现场残骸的调查研究提出了倾覆过程中的5种可能破坏模式。基于典型破坏模式,提出以所有抗扭支座失效(脱空)作为判断倾覆的准则。采用有限度的抗扭支座模拟支座尺寸对抗倾覆的有利影响,将独柱墩梁桥倾覆过程等效为箱梁变形体转动及刚体转动的叠加,并考虑箱梁大转动导致桥墩反力重分布对于桥梁抗倾覆的影响。在不考虑、考虑支座尺寸(即支座点支撑或面支撑)2种模式下,通过能量法和变分原理建立空间力系平衡来判断箱梁是否倾覆;最后以上虞春晖桥、哈尔滨三环路鸿福路段上行匝道桥、粤赣高速匝道桥和津晋高速匝道桥为例,对提出理论进行了验证,并进一步进行了影响因素分析。研究结果表明:相比于规范计算方法将倾覆简单地看作刚体的转动,由于综合考虑了变形体转动、刚体转动及箱梁大转动对桥梁倾覆的影响,提出的计算方法所得4座桥的临界倾覆荷载与实测倾覆荷载接近,可偏安全的计算梁桥的抗倾覆承载力。     

独柱墩梁桥抗倾覆承载力计算方法

为了明确独柱墩梁桥的破坏机理并提出有效的抗倾覆承载力计算方法,基于箱梁、支座和桥墩三者之间的相互作用关系,构造了抗倾覆承载力实用计算方法,并通过考虑几何非线性和接触非线性,建立了独柱墩梁桥抗倾覆计算的有限元模型。对上虞春晖大桥采用实用计算和建立有限元模型方法进行了对比研究,并与倒塌现场实际倾覆荷载进行了对比验证。研究结果表明:独柱墩梁桥抗倾覆力矩包括上部结构自重和端部支座反力对转动中心的力矩;采用实用计算方法和有限元模拟得到的倾覆极限荷载与春晖桥现场倒塌实测荷载均较为吻合,验证了实用计算方法和有限元模型的正确性;上部结构线重度对结构抗倾覆有显著影响。     

某独柱墩曲线梁桥安全性评估与加固设计

近年来因车辆超载导致独柱墩曲线梁桥垮塌事故频发,对既有独柱墩曲线梁桥进行安全评估与加固成为研究热点。该文以某高速公路独柱墩曲线梁桥为例,首先应用Midas/Civil建立有限元模型,采用支座反力法、稳定系数法计算获得的抗倾覆稳定系数分别为2.0、1.76,均不满足规范(大于2.5)要求;接着分析了支座预偏心对曲线梁桥抗倾覆稳定性的影响。结果表明:该桥最佳预偏心值为11cm,设置支座预偏心能一定程度提高桥梁抗倾覆稳定性;最后提出一种独柱墩增设钢结构盖梁及支座加固设计方案,其抗倾覆稳定系数为3.5,加固后支座不会出现脱空现象,钢结构盖梁和增设钢结构盖梁后桥墩偏心受压承载力验算结果均符合现行规范要求,研究成果可供类似独柱墩曲线梁桥加固设计参考借鉴。     

地面均布超载引起的主动土压力分析

以墙后为无粘性填土且填土面作用均布超载的竖直刚性挡土墙为研究对象,考虑土拱效应及水平土层间的剪应力,引入水平层分析法,得到平动模式下均布荷载引起的主动土压力表达式。计算表明,地面超载引起的主动土压力沿墙高并非均匀分布,而是显现出上大下小的非线性特征,这样合力作用点的高度将高于墙高的二分之一。因此按传统方法计算土压力时将会高估挡土墙的抗倾覆稳定性。     

公路工程挡土墙CFG桩复合地基病害分析与处理措施

滨江快速公路K7+400~K12+000段,处于软土地区,采用CFG桩加固挡土墙软土地基后,挡土墙发生变形,通过路基挡土墙基底CFG桩复合地基承载力和沉降变形计算对挡土墙基底沉降变形病害进行分析。结果表明:尽管CFG桩复合地基强度达规范要求,但其沉降变形过大,导致了挡土墙产生病害。在墙背换填气泡混合轻质土后,挡土墙变形得到控制,没有产生新的变形。     

基于有限元法评价山区公路高挡墙的整体稳定性研究

挡土墙稳定性评价一直是工程技术界很关心的研究课题。至今,已出现了较多的挡土墙稳定分析方法,如极限平衡法、极限分析法等。结合工程实例,采用有限元法中的强度折减法对某山区公路高挡土墙整体稳定性进行了分析,岩土体采用弹塑性D-P屈服准则,并考虑了多层岩土体的存在,最终给出该高挡土墙的整体稳定安全系数。应用该法不仅可以计算挡土墙整体稳定性系数,而且可以分析岩土体及挡土墙的位移、应力和应变。     

提高既有线路堑重力式挡土墙稳定性的几种实用方法

分析了既有线路堑地段重力式挡土墙稳定性降低的原因,介绍了刷坡减载提高抗滑稳定系数的原理,并根据病害检测结果,提出了提高稳定系数的几种实用方法以及墙背浸水条件下的排水加固补强措施,对既有线路堑地段重力式挡土墙的维护具有现实意义。