重力式挡土墙墙背土压力及其分布的研究

库伦土压理论问世以来,其压力分布问题一直未获圆满解决。湖南省交通科学研究所从1976年开始进行专题研究,通过理论推导和试验验证,导出了重力式挡土墙墙背主动土压力的非线性分布解。在1986年发表予《中南工路工程》上的“粘性土对挡墙侧压力的非线性分布”一文的基础上,将土压力分布的理论计算公式推广至填料面倾斜的情况,其理论计算方法的要点包括: a.公式推导时所用的假设条件是在库伦假设的基础上加以扩展的;b.公式适用于包括粘性土在内的任何土质,c.重力式挡土墙墙背主动土压力分布强度P的表达式是本理论推导的基本公式,据此计算的主动土压力合力作用点位置,低时不到0.25H,高时可达0.45H左右;d.由P积分求得的合力表达式与用滑楔整体静力平衡法求得的合力公式一致;e.对于理想砂土,本理论导出的合力表达式的简化形式与库伦公式完全相同。介绍的理论计算方法,不但拓宽了库伦主动土压力理论的适用范围,而且解决了主动土压力沿墙高的分布问题。     

基于三剪强度准则的库伦土压力计算

基于三剪强度准则研究了库伦土压力计算问题。(1)采用能反映岩土在三向应力作用下强度特征的三剪强度准则代替莫尔-库伦强度准则,该准则表达的是一个强度准则系列,莫尔-库伦强度准则仅为其特例。(2)基于三剪强度准则所得到的库伦土压力计算式可适用于不同的工程岩土,以往基于莫尔-库伦强度准则的土压力计算式也仅为其特例。(3)实例计算结果表明,岩土应力状态和力学特性对土压力值有一定影响。另外,采用莫尔-库伦强度准则时,库伦主动土压力值可能会因没有考虑中间主应力效应而高估,库伦被动土压力值则相反。     

受地震影响挡土墙主动土压力的计算

本文按库伦土压力理论对在水平地震力作用下的挡土墙的主动土压力的受力状态进行静力分析，从而导出了在最不利状态时的破裂角，与之相对应的地震时的最大主动土压力，文中附有计算示例，可供设计，施工应用。     

隧道盾构法施工土压力的计算与选择

根据土压平衡式盾构的工作原理和朗金土压力理论,对土压力进行了分析,重点介绍了静止土压力、主动土压力、被动土压力以及水压力的计算方法,提出了土仓压力的选择方法,并通过工程实例进行了说明。     

平移模式下挡土墙墙背土侧压力系数的计算

根据库仑土压力理论中墙背滑动楔体整体达到静平衡的基本原理，假定沿墙高方向，土与墙背的摩擦角均达到极限值，从墙背处土体主应力偏转的应力状态分析出发，得到墙背处的主应力偏转角和土侧压力系数的计算公式；把土侧压力系数用于水平层分析法，建立了竖向土压力的基本方程，求解该方程，导出了挡土墙主动土压力、土压力合力及其作用位置的理论公式。经比较，该方法与其他方法对土侧压力系数的计算结果基本一致，所得的挡土墙主动土压力计算结果与模型试验结果也较为吻合。     

双剪统一强度理论在挡土墙朗肯主动土压力计算中的应用

采用双剪统一强度理论,导出了朗肯主动土压力计算的双剪统一解。算例分析结果表明:随着中主应力系数b值的增大,朗肯主动土压力减小,土压力作用点距墙顶的竖直距离减小。所给出的解可以灵活运用于各种不同特性材料朗肯主动土压力的计算,应用双剪统一强度参数公式可以求算不同b值所对应的土体的强度参数。该值同时包含了主应力σ1、σ2和σ3对材料强度的贡献,并可将常规土工试验方法所测得的强度指标c0、φ0换算为双剪强度指标ct,φt。统一解可以更好地发挥挡土墙填料的强度潜力。     

土压力计算方法新探

本文在对挡土墙及其它边界条件所做的假定的条件下，从分析破裂面上方微三角湍楔体的静力平衡条件出发，导出了主动土压力和被动土压力的计算公式。     

砂性土静止土压力计算探讨

关于静止土压力,在《铁路工程设计技术手册:路基》和《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2002)中,都有相关的办法和计算,但都是以"经验"为依据提出来的,且其计算图示为墙背垂直填土为水平的情况,由此可见前述规范中采用的方法和公式适用性较小,甚至不准确。基于库伦主动土压力计算理论,结合土体极限稳定边坡的条件,得出可能产生砂性土静止土压力的计算范围,从而建立砂性土静止土压力的计算公式,并通过应力圆加以论证。     

倾斜刚性挡墙主动土压力的土拱效应分析

根据土拱效应原理和摩尔应力圆,获得了考虑墙背倾角影响的墙背法向主动土压力系数,然后根据水平微分滑裂体的竖向静力平衡得到了平移模式下的倾斜刚性挡土墙法向主动土压力、法向主动土压力合力及其作用点高度等的计算式。进一步分析了墙背倾角、墙土摩擦角和填土内摩擦角对法向主动土压力及其系数、法向主动土压力合力及其作用点高度的影响。     

浅埋EPB盾构土舱压力研究

基于Rankin土压力理论,分析浅埋EPB盾构土舱内土体与掘进面上土体之间的相对位移关系,建立盾构前方及其上覆土体处于弹性平衡、主动极限平衡和被动极限平衡三种状态下的土舱压力计算模型,推导得出了地表处于无变化、沉陷和隆起所对应的土舱压力界限值,得出了盾构施工土舱压力取值区间的理论解。结合某盾构施工实例,验证了该理论解的有效性,为盾构施工时土舱压力这一施工参数的选取提供了理论依据。     

平动模式下挡土墙非极限状态主动土压力计算

改进了极限平衡理论,用于非极限状态主动土压力的研究。对挡土墙后滑动楔体的片体单元进行了分析,建立了关于非极限状态主动土压力强度的一阶微分方程,得到了平动变位模型下,非极限状态主动土压力强度、土压力合力和土压力合力作用点的理论公式,将计算所得结果与模型试验数据进行对比分析。结果表明:墙体平动变位模式下非极限状态主动土压力强度、土压力合力和土压力合力作用点理论公式的计算结果与已有模型试验结果基本吻合。     

上软下硬复合地层盾构隧洞开挖面稳定性研究

为研究上软下硬复合地层盾构隧洞开挖面破坏形式、确定开挖面极限支护力最小值,引入弹性模量比的概念,利用数值模拟技术研究开挖面前方上下土(岩)层弹性模量比对开挖面破坏的影响;对三维梯形楔形体模型进行改进,基于刚体极限平衡原理,提出考虑孔隙水压力条件下的部分梯形楔形体模型,并将该计算模型应用于实际工程中;对比Terzaghi松动土压力理论和三维松动土压力理论对极限支护力计算结果的影响。结果表明:1)开挖面前方上下土(岩)体弹性模量比对开挖面破坏有一定影响; 2)提出的部分梯形楔形体模型计算结果与数值模拟结果吻合较好; 3)采用三维松动土压力理论计算盾构隧洞开挖面上覆土压力,和部分梯形楔形体模型计算上软下硬地层盾构隧洞开挖面极限支护力最小值相对可靠。     

地震作用下加筋土挡墙内部稳定性计算

前言目前,加筋土挡墙加筋最大拉力的计算方法大多是采用库仑和朗金理论导出。两种不同的理论可导出各种计算加筋拉力的表达式。主要区别是:一类是楔体分析法,以库仑理论为基础,视加筋土为复合体,在侧压力作用下墙面绕墙趾向外旋转,形成主动土压状态,破裂面与垂直线之间的夹角为θ(θ视加筋土挡墙的边界条件而异)。另一类是应力分析法,以     

路基挡墙黏性土主动土压力计算误差分析——以某二级公路挡墙为例

对某二级公路路肩式挡墙墙背黏性土主动土压力采用了常见的两种方法计算,即经典库伦理论的等效内摩擦角法和力多变形法。计算结果表明,这两种方法计算出来的该挡墙的抗滑动稳定系数误差达到33.4%,并且,随着墙高的增加,误差增加很快。因此,在设计高墙时,应酌情降低D,在计算黏性土的主动土压力时,最好是按照实际测定的c、值,采用力的数解法计算。     

设置卸荷板的扶壁式挡土墙土压力计算

在扶壁式挡土墙中设置卸荷板可有效地优化结构受力条件,减小直接作用于墙面板上的水平土压力,提高挡土高度,但该类构筑物的结构受力模式复杂,尤其是土压力的计算直接关系到结构计算的可靠度。分别利用朗金土压力和库伦土压力的静力平衡假定条件进行计算分析,指出了朗金公式在计算此类工况土压力时的缺陷,确定了库伦公式的适用性,给出了土压力的具体计算步骤,并提出了适用于库伦公式的卸荷板设计构造要求,为超高扶壁式挡土墙设计提供参考。     

海南五指山崩塌边坡挡土墙治理的设计研究

在针对黏性土主动土压力库伦解的方法中,应用最广泛的有多边形图解法、等效内摩擦角法、Arnold Verruijt计算法。为对海南五指山崩塌高填方路堤边坡采用挡土墙治理,基于Arnold Verruijt计算法提出一种简化计算破裂角的方法。并用三种计算方法验算挡土墙的土压力、滑动稳定性以及倾覆稳定性。为保证工程的安全与经济,最终三者稳定性安全系数最小值均满足规范要求,因此,挡土墙满足安全要求。     

有限土体土压力计算

在一般土力学及挡土墙书籍中,介绍的土压力计算方法,均认为墙后土体是无限的,因而内破裂面能够完全形成(图1a)。但工程实践中有时却碰到墙后土体范围有限的另一种情况,这时由于墙背距坚实挖方、天然稳定山坡面或其他建筑物(为讨论之便,将其统称作限体)较近或与之相交,破裂面部分或全部受限而不能完全形成(图1b～e)。显然此时墙所受主动土压力将与一     

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.     

考虑地震荷载的挡土墙土压力计算方法研究

基于库伦土压力理论,建立了水平地震荷载作用下挡土墙土压力强度的一阶微分方程,并求得其精确解。文中给出的曲线分布土压力强度与物步公式给出的直线分布土压力强度相比,其土压力作用点高一些,对挡土墙倾覆力大一些,因而按文中所给计算式进行挡土墙设计更为安全可靠。     

山区公路超高挡土墙的设计方法研究

以神农架林区S307省道一段20 m超高挡土墙设计为依托，针对规范推荐的方法求解库仑主动土压力的不足，利用楔体试算法求解土压力值。同时，根据工点地形地貌特征和工程地质状况，对挡土墙断面进行优化处理，消除部分主动土压力，合理平衡抗滑移稳定性和抗倾覆稳定性，有效减小了墙体尺寸，节约了工程造价。