基于拟动力方法的地震条件下挡土墙主动土压力研究

为了研究地震条件下挡土墙的主动土压力,基于传统的滑楔体极限平衡理论,采用拟动力方法,得到了地震条件下主动土压力的计算公式以及临界破裂角的解析解.主动土压力的计算公式考虑了地震力、挡土墙后填土的内摩擦角和粘聚力、挡土墙与后填土之间的摩擦角和粘聚力、挡土墙的倾角以及超载角等影响因素,并分析了这些因素对临界破裂角和地震主动土压力系数的影响.研究结果表明,当不考虑土体放大系数和挡土墙后填土的粘聚力的影响时,临界破裂角小于Mononobe-Okabe方法计算出的破裂角;临界破裂角随着土体放大系数的增大而减小;地震主动土压力系数随着地震系数、挡土墙倾角或者超载角的增大而增大,随着挡土墙后填土的内摩擦角或者土体放大系数的增大而减小,随着挡土墙与后填土之间的摩擦角的增大表现为先减小后增大.     

土质边坡重力式挡墙主动土压力的近似解析解

根据极限平衡及应力圆分析理论,对一般重力式挡墙主动土压力计算模型进行了分析,获得了近似解析解。结果表明,墙的主动土压力不仅与墙后土体的重度、粘聚力、内摩擦角及墙背倾角有关,还与墙背与土体间的粘聚力、外摩擦角及墙后坡面倾角有关,同时其合压应力在墙背不同点的作用方向也有所不同。     

墙背及填土面倾斜刚性墙承受的地震主动土压力研究

地震多发区的刚性挡土墙设计,确定地震主动土压力大小及合力作用点位置至关重要,但以往国内外学者多采用拟静力学法进行分析计算.为使理论分析更贴近实际,设地震时墙后填土受到正弦式稳态振动作用并考虑时间和相位差,采用拟动力学的极限平衡方法(仍假定土中破裂面为平面),分析并建立了无粘性填料的墙背及填土面倾斜刚性挡墙地震主动土压力系数、压应力分布及其合力计算公式.在此基础上,探究了填土摩擦角φ、墙背与土摩擦角δ、墙背倾角α、填土面倾角i以及水平与竖向地震加速度对最危险破裂面倾角θ、主动土压力系数及土压应力分布的影响.与已有分析方法比较,该文提出的地震主动土压力呈非线性分布的结论更加符合工程实际.     

参数大小对主动土压力计算值的影响分析

基于库仑土压力理论,通过计算,说明了各参数对主动土压力大小影响程度的差异,并采用有限元方法对某试验桥台台背主动土压力进行了分析,得到了台背主动土压力随填土内摩擦角和台背外摩擦角变化的规律.     

考虑动力特性的挡墙地震土压力计算方法

地震土压力的计算一直是挡墙抗震设计的核心内容,目前一般采用MononobeOkabe理论进行拟静力计算得到。但是拟静力法的缺陷也十分明显,它没有考虑地震加速度时空分布的不均匀性和结构与填土的动力特性影响,因此,该文提出了考虑动力特性的挡墙地震土压力计算方法,除拟静力法中涉及到的墙背摩擦角、土体摩擦角等参数以外,此计算方法还考虑了土体粘聚力、墙体和填料的放大效应、地震剪切波和纵波的时程与相变效应等影响因素,并且可以直接得到地震时墙背土压力的非线性分布的解析解。较拟静力法,此方法更为完善,也更具合理性。     

挡土墙主动土压力分布研究

该文基于极限平衡理论,利用单元分层法分别讨论了墙后无开挖回填和有开挖回填不同工况条件下的挡土墙土压力分布形式,推导出不同工况条件下的主动土压力强度及主动土压力系数理论公式。结果表明,墙后无开挖回填工况条件下墙背主动土压力沿墙高成线性分布;墙后有开挖回填工况条件下墙背土压力沿墙高成非线性分布。     

有限无黏性填土刚性挡土墙主动土压力计算

针对经典的Rankine或Coulomb土压力理论不适用于山区挡土墙或邻近既有地下室基坑工程中常常遇到的墙后为有限宽度填土的情况,以墙背和稳定岩质坡面间为有限无黏性填土的刚性挡土墙为研究对象,假定在平面应变条件下,墙体平移使得墙后土体在极限平衡状态时出现通过墙踵的直线形或折线形滑裂面,且其中形成圆弧形土拱,考虑滑动土楔内水平土层间存在的平均剪应力,引入水平层分析法,得到非线性分布的主动土压力表达式。通过与文献中离心机模型试验结果的对比,验证所提方法的合理性,并在此基础上,以三角形和矩形断面有限填土挡土墙为例,探讨墙背倾角、岩质坡面倾角、墙土摩擦角、岩土摩擦角、填土内摩擦角或填土宽度等参数对主动土压力的影响。计算结果表明：该方法合理可行;有限填土时主动土压力沿墙高一般为非线性分布,且其合力作用点的位置一般不在墙高的1/3处;当填土宽度较大时,主动土压力合力大小有可能大于Coulomb土压力理论计算值,而且对于矩形断面有限填土的挡土墙,滑裂面的倾角都小于Coulomb土压力理论值。     

库仑主动土压力系数影响因素的敏感性分析

讨论了库仑主动土压力系数影响因素:墙背倾角、填土内摩擦角、填土坡角、墙背与填土间的外摩擦角等4个参数的合理取值范围.在参数合理取值范围内,以所取某一参数组合为例,采用正交试验分析法,进行了多因素敏感性分析,得出了相应的库仑主动土压力系数对不同参数的敏感度大小关系和敏感度的变化趋势.据此,进一步提出了针对挡土墙工程在设计、施工、运行管理中的相关建议.     

挡土墙被动土压力破裂线及土压力分布变分解

为求解挡土墙被动土压力破裂曲线和土压力分布,取墙后填土的水平微分单元为研究对象,根据水平方向和竖直方向的力平衡以及力矩平衡,推导出基本微分方程。再通过求解出土压力分布表达式,推导出总的土压力泛函,利用欧拉方程求解泛函极值,其极大值就是被动土压力,极值曲线即是土体的破裂曲线。最后,利用基本求解思路,提出了挡土墙光滑情况下的滑裂曲线及土压力分布形式。     

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。     

挡土墙墙后填料及计算参数的选择

该文通过比较得出挡土墙墙背填料——砂性土及粘性土的适用条件。同时通过计算,得出在不同高度下粘性土粘聚力对等效内摩擦角Φd的影响,并推导在粘性土粘聚力值的影响下挡土墙墙背填料等效内摩擦角的选用。     

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。     

考虑土拱效应的非极限主动土压力计算方法

针对平动模式下的刚性挡土墙,提出了考虑土拱效应的非极限主动土压力计算方法。考虑墙体平动位移对墙后填土内摩擦角与墙土界面上的外摩擦角的影响,建立了内外摩擦角与位移之间的关系式。对未达到极限位移的挡土墙,分析墙后小主应力拱的应力状态,并结合位移与摩擦角之间的关系,把主动侧土压力系数与挡土墙位移联系起来,将其用于水平微分单元法求解平动模式下挡土墙非极限主动土压力,给出了考虑土拱效应的非极限主动土压力分布、合力及作用点的理论公式,并与不考虑土拱效应的非极限主动土压力计算方法进行了比较。结果表明:该方法可行有效;土压力合力大小相等,但合力作用点与土压力分布存在明显差别;研究成果可为相关工程提供参考。     

非极限状态主动土压力与填土张拉裂缝研究

为了进一步完善非极限状态主动土压力计算中的不足,并就填土张拉裂缝深度的理论计算展开研究,以复杂工况下刚性挡土墙为研究对象,综合考虑挡土墙变位模式、填土种类、墙背与填土面倾角、墙土摩擦、填土张拉裂缝影响及超载作用等因素,基于薄层单元法,并结合墙土相互作用强度参数与位移的非线性关系,推导得到一种非极限状态主动土压力计算公式;通过与文献特例、试验数据比对,验证了所构建公式的合理性。当墙背填土为黏性土时,利用土压力计算公式及挡土墙模型中的几何关系,建立了填土张拉裂缝深度与挡土墙位移的关系方程,并绘制出不同影响因素下裂缝深度随挡土墙位移的变化曲线,其变化规律与模型试验结果基本吻合。研究结果表明:考虑因素的增多使得非极限状态主动土压力计算过程变得复杂,但假设条件与实际工况更加接近,其计算误差得以降低,且通过迭代法计算方程可以得到满意的数值解;张拉裂缝开展深度随挡土墙位移呈非线性增长,在位移初期增长较快,而接近极限位移时裂缝开展趋于稳定;不同因素对于填土张拉裂缝开展产生的作用存在差异,其中填土内摩擦角和黏聚力影响显著,超载和填土面倾角影响次之,墙背倾角影响最小;降低填土抗剪强度,增加超载以及选择仰斜式挡土墙均有助于抑制张拉裂缝的开展。     

基于强度折减法分析管廊两侧回填土对市政道路的影响

基于土体的本构关系Mohr-Coulomb准则，并对填料压实度进行折减，运用有限元软件建立了道路-地下综合管廊结构数值模型。以长沙某综合管廊项目为实例，研究了三七灰土填料对市政道路的影响。计算结果表明:三七灰土强度折减系数FV=1.5为临界点，随着折减系数FV增大，道路沉降及应力响应明显增大；三七灰土强度参数黏聚力和内摩擦角控制值分别为13.33 kPa和22.55°，施工过程中应保证三七灰土强度不小于控制值；管廊持力层土体应力分布呈边缘大中间小的特点，其中侧墙下部应力最为集中。     

新型固化云母片岩稳定土路基填料特性研究

依托枣阳至潜江高速公路路基工程,研发一种铁矿废石渣、粉煤灰和生石灰按一定比例掺配的新型固化剂,对不同含水率的强风化云母片岩路基填料进行固化;测试固化后云母片岩稳定土无侧限抗压强度、黏聚力、内摩擦角及承载比变化情况。结果表明：随新型固化剂掺量增加,无侧限抗压强度得到提高,黏聚力呈上凸型抛物线变化,内摩擦角小幅增加,承载比得到增强;建立固化稳定土无侧限抗压强度、黏聚力及内摩擦角随初始含水率和固化剂掺量变化的数学模型,固化后的强风化云母片岩稳定土路基填料能满足高速公路路堤填料填筑性能要求。     

超深土工膜复合防渗墙施工技术概述及应用

土工膜复合防渗墙施工技术是一种防渗性能高、环保的施工工艺。其关键技术包括成槽、垂直铺膜、填充料的回填、防渗墙的接头施工。成槽施工设备包括液压抓斗、铣槽机、TRD、锯槽机等,铺膜方法有重力沉膜法、振动插入法、插入式,填充料有土与膨润土的混合填充、低标号混凝土、自凝灰浆、塑性混凝土等。接头形式有搭接式和锁扣式。本文介绍了三种土工膜复合防渗墙的施工工艺,并介绍了其应用范围。     

加筋土界面作用参数的拉拔试验研究

进行了不同填料、不同法向应力和不同含水率下的拉拔试验研究,结果表明:填料的颗粒越均匀,填料与筋带的作用效果越好;含水率对筋土界面参数的影响表现为:界面摩擦角随含水率的增大先增大后减小,界面黏聚力随含水率的增大一直减小,同时根据试验研究结果对反映加筋土界面摩擦特性的双曲线模型进行了修正,用幂函数对似摩擦系数与法向力之间的变化关系进行拟合,其结果比较理想。     

挡土墙墙后土体放坡卸荷时土压力计算方法研究

挡土墙后面土体放坡卸荷可以减小挡土墙上的主动土压力,但目前还没有相应的计算方法。根据墙背土体放坡时土楔达到主动极限平衡的条件,推导出作用在墙背的主动土压力计算公式,并计算了土楔与水平方向的夹角。