基于极限状态法的悬臂式挡土墙设计研究

研究目的:悬臂式挡土墙是国内外常用的支挡结构,悬臂式挡土墙极限状态设计的研究,是为了考察现行规范设计该墙型的安全度并给出外部稳定性检算的极限状态设计表达式。本文通过对悬臂式挡土墙研究思路的总结和主要计算结果的分析,为该类支挡结构的极限状态设计方法研究提供思路,为规范的修编提供依据,为土压力的进一步研究提供参考。研究结论:(1)悬臂式挡土墙极限状态设计研究步骤:建立极限状态方程→计算可靠指标并确定目标可靠指标→计算分项系数及建立设计表达式;(2)悬臂式挡土墙抗滑、抗倾覆和基底应力及构件强度等可靠指标分析表明,悬臂式挡土墙整体抗滑和构件裂缝控制设计;(3)悬臂式挡土墙抗动验算可采用本文推荐的设计表达式进行设计;(4)对于悬臂式挡土墙悬臂板的结构设计,分项系数应根据土压力计算进行调整;(5)该研究结论可供悬臂式挡土墙设计参考。     

桩基托梁衡重式挡土墙设计实践

依托深圳市某公路左侧边坡挡墙设计工程,对桩基托梁衡重式挡土墙进行了设计计算.设计计算主要包括墙断面强度验算、破裂角的确定、上墙下墙土压力计算、抗滑稳定性计算以及抗倾覆稳定性计算等几个方面,对类似的工程设计计算有借鉴意义.     

桩基悬臂式挡墙在路基帮宽工程中的应用

研究目的:桩基悬臂式挡土墙充分利用了悬臂式挡土墙的构造简单、施工方便、自身重量轻的优点以及桩基础能够向深部地层传力的特点,能够较好地解决悬臂式挡土墙依靠增大基础底板尺寸来提高抗倾覆、抗滑移能力的问题,也消除了地基工后不均匀沉降对挡土墙变形稳定性的影响,但其计算方法目前尚未形成统一认识。本文参考铁路和港工等行业有关支挡及基础规范规定,深入探讨桩基悬臂挡土墙的基桩内力和变位分析方法、底板受力及内力分析方法、底板抗冲切计算方法等关键问题。研究结论:(1)基桩的内力计算和变位分析以结构单元为单位进行计算,把底板、基桩视为一个整体,在上部荷载和地基土的弹性抗力的作用下,底板、基桩、地基土协调变形,这种计算方法更能反映基桩的受力和变形情况;(2)基桩垂直挡土墙方向的间距对抵抗侧向变形影响尤为明显,因此墙趾、墙踵部位的桩至底板边缘的距离宜以满足最小构造要求为控制布桩条件;(3)底板受力分析采用替代框架法,极大的简化了计算,此计算结果是可靠的;(4)桩基悬臂式挡土墙能够避免挡墙基坑开挖、地基加固对既有路基稳定的不利影响,可大大降低施工对行车的干扰,综合经济技术效益高;(5)本研究成果可在地基承载力低、墙后施工空间受限条件下的支挡结构设计中推广使用。     

卸荷板挡墙的设计实践

依托深圳市罗湖区"二线"插花地大望村公路东侧边坡挡墙加固工程,分析了原挡墙存在的问题,提出了用卸荷板挡土墙对原挡墙结构进行加固的方案,并对卸荷板挡墙进行了设计计算。设计计算包括墙后土体参数的正确选取、板上板下土压力计算、抗滑稳定性计算、抗倾覆稳定性计算以及地基承载力验算等。同时根据地质条件与原有挡墙的情况对卸荷板挡墙的施工给出了具体技术要求。     

圆弧直线型滑面岩土质边坡稳定性分析方法

研究目的:岩土质边坡是我国中西部山区常见的一种边坡类型。大量工程实践表明,若岩土质边坡下部存在顺坡向的土石界面或岩层面,且上部覆盖一定厚度的黏性土,岩土质边坡在开挖过程中极易诱发滑坡、坍塌等次生灾害,其实际的滑动面多呈现出圆弧直线型。而目前的边坡稳定性分析方法一般假定滑动面为圆弧型或折线型,不能够较好地满足此类型岩土质边坡稳定性分析的要求。为此,本文探究一种基于圆弧直线型滑面搜索的岩土质边坡稳定性分析方法。研究结论:(1)论文采用了一种基于平面坐标系统的组合滑动面搜索模式,该方法考虑了岩土质路堑边坡的几何特征和典型滑移模式,通过不断改变黏性土土层内圆弧滑动的虚拟搜索圆心坐标位置,能够寻找圆弧直线组合滑动面的有效交点,可实现对不同位置潜在的圆弧直线组合滑动面上滑体的稳定性分析过程;(2)论文采用C#作为开发工具,基于该计算分析方法编制了岩土质路堑边坡稳定性分析的相关软件,可自动实现圆弧直线组合滑动面全剖面搜索和最小稳定安全系数的分析过程;(3)该研究成果已较好地应用于吕临铁路支线工程滑坡优化设计工作中,有效提高了路堑边坡设计精度及效率,对解决圆弧直线型滑动边坡的稳定性分析具有较强的借鉴作用。     

基槽强度对悬臂式挡土墙内力和破坏模式的影响

本文基于悬臂式挡土墙设计计算的发展现状,考虑到传统计算方法对墙身及其周围岩土体共同作用的认识存在一定的不足,采用以内力分析为主要手段,进一步加深了对于悬臂式挡土墙工作模式的认识。根据悬臂式挡土墙的施工特点和工程应用情况,并结合岩土强度理论和有限单元法建立了悬臂式挡土墙的受力分析模型。着重分析了基槽强度变化对墙身内力分布和墙体变形的影响,同时还对基槽岩土体的屈服变形程度和悬臂式挡土墙的破坏模式做了一定的研究,并得到了一些结论,以期对悬臂式挡土墙的设计计算提供一些帮助。     

"超高""超近"悬臂式路肩挡土墙的工程实践

悬臂式路肩挡土墙是一种轻型铁路支挡构筑物,多使用在地基承载力不高的地区和建筑高度较矮的工程项目上,国内外的工程实践表明,墙高一般不宜超过6 m.面对工程建设的需要,在河北省遵化市热电厂铁路专用线卸车线的工程设计中,采用了10 m高、挡墙外缘距线路中心线1.95 m的悬臂式路肩挡土墙,突破了规范的挡墙常规高度,解决了工程中遇到的难题,为铁路悬臂式路肩挡土墙工程的设计施工提供了实践经验.     

中欧(法)挡土墙设计规范对比研究

研究目的:为明确中欧(法)挡土墙设计规范差异,为开展海外工程设计提供参考,本文结合算例对中欧(法)挡土墙设计规范进行了对比研究。研究结论:(1) Eurocode 7只介绍了岩土工程设计原理和设计中要考虑的主要因素,但较少涉及具体计算方法,难以直接指导实际设计,需要结合各成员国制定的补充规范使用;(2)中法挡土墙设计规范所涉及的抗滑移、抗倾覆、基底承载力、偏心距等验算内容所对应的安全度基本一致;(3)法国规范基底摩擦系数取值较高,依据法国规范进行设计时挡墙底部尺寸可适当减小;(4)在进行结构强度验算时法国规范规定的荷载分项系数取值小于铁路支挡规范,在进行裂缝宽度检算时欧洲规范规定的裂缝宽度限值高于混规,从而导致依据法国规范设计的挡墙配筋量大幅减少;(5)本文得出的结论可应用于海外岩土工程设计。     

基于欧标的泥灰岩地区支挡设计与计算研究

在"一带一路"倡议的大背景下,中国企业在"走出去"过程中遇到的各种国际标准的实施项目逐年增加。欧标作为国际主流标准之一,其完整的理论体系及严谨的推理逻辑值得中国企业学习及借鉴。本文以阿尔及利亚55 km欧标铁路项目PK122+604两侧边坡为研究对象,在广泛分布的地泥灰岩地区中,通过采用悬臂式挡土墙建立工程计算模型、选取荷载组合类型,对悬臂式挡土墙的承载力、抗倾覆、抗滑移等力学指标进行验证及分析并得出不同极限荷载模型下的计算结论。研究结果表明,该悬臂式挡土墙在基于欧标理论体系的计算验证下能够满足工程设计要求。本文从欧标规范的引用到设计的应用,介绍了基于欧标体系下的支挡设计思路及流程,为中国企业在实施国际标准特别是欧洲标准项目的支挡设计提供一定的借鉴。     

衡重式桩板挡墙整体滑移稳定安全系数计算方法

采用基于简化Bishop条分法原理的土坡稳定性分析法,假定衡重式桩板挡墙的滑移模式为整体滑移,且整体滑移面为通过桩基底部的圆弧面,推导衡重式桩板挡墙整体滑移稳定安全系数的数值积分公式。使用Matlab软件编制程序,并采用高精度的Quadl积分函数进行积分,求解衡重式桩板挡墙整体滑移稳定安全系数,并以高达14.0m的边坡为例,对为其所做的支护结构-衡重式桩板挡墙进行整体滑移稳定系数计算。计算和监测结果均表明,在不考虑倾覆稳定性的情况下,衡重式桩板挡墙的稳定性非常好。该方法可用于衡重式桩板挡墙的整体稳定性验算。     

基于极限状态设计法的重力式挡墙设计研究

研究目的:重力式挡土墙极限状态设计的研究,是以墙身自重支撑侧向土压力的明挖基础支挡结构极限状态设计研究的基础。本文通过对重力式挡土墙研究思路的总结和主要计算结果的分析,为悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、槽型挡土墙等明挖基础支挡结构设计研究提供参考。研究结论:(1)重力式挡土墙极限状态设计研究步骤:建立极限状态方程→计算可靠指标并确定目标可靠指标→计算分项系数及建立设计表达式;(2)影响重力式挡土墙极限状态的最关键因素是综合内摩擦角;(3)现行规范中重力式挡土墙不同的功能检算、不同设计状况,其隐含可靠指标不同,对应的分项系数也应不同;(4)研究结论可直接用于重力式挡土墙的设计,并为其他明挖基础支挡结构设计研究提供参考。     

网状加筋土挡土墙设计理论

采用室内大型模型试验及理论分析相结合的方法,提出了网状加筋土挡土墙墙背土压力的计算方法,确定了滑动破裂面的形状,并提出了网状加筋土容许抗拔力及其长度的确定方法,指出了网状加筋土挡土墙设计中所包括结构计算的内容及应注意的问题。研究表明,网状加筋土挡土墙比传统的条带式加筋土挡土墙的稳定性好得多,它适合于修筑高大及高等级公路的挡土墙。     

基于极限状态法的桩板式挡土墙设计研究

研究目的:桩板式挡土墙是常用的支挡结构,桩板式挡土墙极限状态设计的研究,是为了考察现行规范设计下,该结构的安全度并给出锚固段极限状态设计表达式。本文通过对桩板式挡土墙研究思路的总结和主要计算结果的分析,为桩板式挡土墙极限状态设计提供参考。研究结论:(1)桩板式挡土墙极限状态设计研究步骤:建立极限状态方程→计算可靠指标并确定目标可靠指标→计算分项系数及建立设计表达式;(2)路肩式桩板墙可靠指标分析表明,可靠指标满足或接近公众需求;(3)桩板墙可参照现行《铁路路基支挡结构设计规范》进行设计,但高边坡路堤和路堑墙应采用较大的荷载分项系数,同时设计中应注意采取减小边坡土压力的措施;(4)提出了路肩式桩板墙锚固段计算的设计表达式及分项系数建议取值;(5)该研究结论可供路肩式桩板墙设计参考。     

旋喷桩加固客运专线路基挡土墙地基设计应用

研究目的：针对客运专线对挡土墙稳定性和变形要求高的特点,探讨研究挡土墙基底为深厚软弱土层时采用旋喷桩加固的设计计算方法,并提出相应的施工技术要求。研究方法：根据客运专线挡土墙的特点和地基条件,采用复合地基计算理论进行基本参数的计算,并根据计算结果采用压应力扩散理论和实体基础理论对旋喷桩布置和加固深度进行验证。研究结果：基于重力式挡土墙及湿陷性新黄土的特点,在复合地基设计结果基础上,比较实体基础和压应力扩散理论计算的加固深度,为提高客运专线路基挡土墙稳定的可靠度,设计采用实体基础计算理论确定加固深度。研究结论：在地基加固设计中应根据可靠度要求合理选择地基加固深度计算理论,在客运专线重力式挡土墙设计中如果需要大幅度提高承载力,采用实体基础计算理论进行设计可靠度较高。     

桩基挡墙在高速铁路陡坡路基中的应用

重力式挡土墙和桩板式挡土墙是两种常见的铁路路基支挡结构形式。对于陡坡路基路堤侧支挡工程,当重力式挡墙的墙高、墙趾埋深或基底应力等受控制时,常采用桩板墙进行路堤支挡。但当桩板墙悬臂端过长,桩顶水平位移难以控制或不经济时,可将两者有机结合起来,形成桩基托梁重力式挡墙,可较为经济地实现路堤支挡的目的。结合某在建高速铁路工程案例,详细阐述陡坡路基桩基挡墙的设计及施工要点。     

铁路路堑装配式绿化挡墙关键技术分析研究

研究目的:本文以川南城际铁路泸州车站路堑边坡装配式绿化挡墙工点为依托,对该挡墙结构的受力特点、位移变形情况采用仿真模拟分析研究,确定该挡墙技术合理、经济可行的关键技术参数。研究结论:(1)装配式绿化路堑挡墙紧贴开挖坡体施作,必要时设置趾板和凸榫;(2)趾板宽度为1 m时较无趾板情况下的墙体位移有显著下降,建议趾板宽度设置为1～1.5 m;(3)锚杆的设置会显著改善装配式挡墙的受力和位移,挡墙设置锚杆时,锚杆间距对装配式路堑挡墙的变形和稳定性有较大影响,对于风化泥岩的路堑边坡,建议锚杆竖向间距不大于2.1 m;(4)墙体主要表现为肋柱受压,且肋柱与基础底板连接处发生显著应力集中,应合理进行构造柱配筋,并加强肋柱与基础底板处的配筋设计;(5)本研究成果对路堑支挡工程的推广应用具有指导意义。     

双排桩基悬臂式 挡土墙结构计算方法研究

基于双排桩基悬臂式挡土墙结构与传统支挡结构存在较大的差异性,通过探讨双排桩基悬臂式挡土墙结构的承载机理,提出该结构的简化分析模型以及结构内力与变形的解析计算方法,并通过典型工程的有限元建模计算,验证该计算方法的可行性。研究结果表明:双排桩基悬臂式挡土墙结构可分解为悬臂段、底板与桩基,依次采用悬臂梁模型、简支梁模型与弹性地基梁模型进行设计计算;悬臂段承受填筑体水平土压力荷载;底板承受悬臂段传递的重力、水平力与弯矩,以及上部填筑体的竖向均布土压力荷载;桩基承受荷段受水平土压力,锚固段承受由变形引起的弹性抗力;悬臂段底部、底板纵向跨中断面、底板与桩基连接处以及桩基顶部与锚固点附近为应力集中断面,设计时应注意截面安全检算;理论计算结果略大于数值计算结果,验证了该计算方法的合理性,为结构优化设计提供了思路。     

微型桩在路堑边坡加固中的应用及机理分析

研究目的:传统抗滑桩采用人工挖孔施工,工期长并且混凝土圬工量大,难以用于路堑边坡快速加固,为此采用钻孔微型桩对广(元)~巴(中)高速公路K51路堑边坡病害进行治理,本文介绍微型桩加固工程概况及设计参数,并采用数值分析手段对带承台微型抗滑桩加固单元的加固机理进行分析。研究结论:(1)作用在微型抗滑桩上的推力近似呈三角形分布,并且微型抗滑桩加固单元内各排桩受力具有不均匀性;(2)侧向挤压作用下各排桩的受力机制差别不大,剪力和弯矩峰值随边界位移不同位置略有差异,模型试验与计算结果均表明,微型抗滑桩加固边坡的破坏模式为沿潜在滑面所产生的整体滑移;(3)承载力分析结果表明,微型抗滑桩加固单元的极限抗滑力大于设计下滑力,表明K51工点边坡选用微型抗滑桩加固方案代替原重力式挡墙是可行的,能够确保被加固边坡的安全;(4)该研究成果可为微型桩在山区边坡(滑坡)加固中的工程应用提供理论指导。     

软土地基双排桩基础悬臂式挡土墙受力变形的现场测试及数值模拟分析

以成渝(成都—重庆)高速铁路内江北车站双排桩基础悬臂式挡土墙工程为例,建立三维数值模型并结合现场测试研究双排桩基础悬臂式挡土墙结构内力与变形特性,分析结构高宽比、软土厚度对结构稳定性的影响。结果表明:结构变形以水平变形为主,其中桩基变形占比较大,最大水平位移发生在悬臂式挡墙顶端;结构于桩顶、桩基锚固点处、底板连接处出现应力集中,设计时应对这些部位进行强度检算。建议结构设计高宽比取1. 6～2. 0,并根据线路的变形控制指标与地基情况采取合适的软土加固措施。     

黄土地区高陡斜坡溜坍下滑治理研究

根据黄土高陡斜坡溜坍下滑的现状、特点、地质情况等,应用预应力锚索锚固桩预加固坡脚,通过检算各级边坡的最不利圆弧滑动面,设置锚索格梁、十字形锚杆格梁加固防护各级边坡,可有效治理高陡斜坡的溜坍下滑。研究阐明本项目的边坡设计参数、设计检算与工程设置情况,为类似工程设计提供参考。