市域铁路路基绿色支挡结构设计研究

为市域铁路路基绿化,提出了3种绿色支挡结构:锚杆框架内三维生态袋防护、台阶式土钉墙、台阶式桩板墙,并对每种绿色结构的结构特点、设计方法、应用进行了阐述。根据锚杆框架内三维生态袋防护结构内部的受力情况,导出了用于锚固生态袋锚杆的长度计算公式。对比分析了普通土钉墙支挡边坡和台阶式土钉墙支挡边坡的稳定性和边坡土压力,得出二者稳定性基本一致,台阶式土钉墙边坡总的土压力偏小。对比分析了台阶式桩板墙桩板和常规桩板墙的桩板的受力情况,得出台阶式桩板墙的桩和板较同等规格的普通桩板墙的桩和板受力偏小。     

山区高速公路高填方盖板涵填筑期土压力变化规律研究

以包茂高速公路工程为依托,通过现场测试高填方路基下涵洞外界面受力,研究了涵洞受力规律和内在机制。结果表明:涵顶土压力随填土高度增大非线性增加,其中侧墙顶土压力大于填土自重且其增长率随填土增加逐渐减小,涵顶中心土压力在填土达到一定高度后大于填土自重,且其增长率保持稳定;填土完成后,两侧墙顶土压力约为填土自重的2.1~3.0倍,涵顶中部土压力约为填土自重的1.4~1.8倍;侧墙土压力小于静止土压力,实测水平土压力与静止土压力的比值为0.03~0.61;涵洞基底土压力呈不均匀分布,实测基底土压力与涵顶土压力平均     

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。     

柔性拉筋式重力墙地震土压力计算方法研究

为有效确定地震荷载作用下柔性拉筋式重力墙的土压力,基于塑性极限分析上限法及拟静力法,采用对数螺旋面作为滑裂面,通过对挡墙后填土进行内能耗散功率与外力功率的计算,建立了拉筋式重力墙地震土压力分析模型。通过算例分析,对比数值模拟与研究提出的算法结果,验证了所提出算法的合理性,并就填土及拉筋的相关参数对地震土压力的影响进行了讨论。结果表明:随着填土强度参数的增加,地震土压力呈非线性减小;土压力随着土工格栅间距的增大而呈非线性增大;随着顶层拉筋长度的增加,土压力呈非线性减小趋势;当顶层拉筋长度大于10 m时,土压力值基本不变。     

悬锚式挡土墙有限元分析

挡土墙是路基工程中常用的支挡构造物,悬锚式挡土墙是一种组合式轻型支挡结构。本文应用有限元方法分析两层锚定板的悬锚式挡土墙墙背土压力和拉杆拉力。结果表明,墙背土压力沿墙高近似呈线性增长的趋势,在底部急剧变小,其值介于主动土压力和静止土压力之间;当采用两层拉杆时,上、下层拉杆宜分别布设于距墙顶和墙底板上沿约H/3位置处。     

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。     

预制盖板涵结构受力特性的数值模拟分析

通过数值模拟详细讨论了预制盖板涵的涵顶、台背和基底土压力分布情况。对盖板、侧墙和基础预制构件内力进行了分析。结果表明:涵周土压力呈非线性,盖板上垂直土压力中间小,两侧支撑点处大。侧墙土压力呈抛物线形,最大土压力位于距底端1/2～2/3处。基底最大压力约等于结构和上覆土体自重压力。涵洞与两侧边坡的距离差异引起涵周土压力与结构内力的差异,距离边坡较近,涵周压力和构件内力较小。在对涵洞预制构件进行设计计算时,除跨中弯矩抗弯能力外,应当重点考虑搭接位置处的抗剪强度。侧墙与基础底板搭接处的强度要求可根据侧墙底端剪力和基础轴力确定。     

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。     

加筋土挡墙外荷影响规律及板厚确定

加筋土挡墙自７０年代问世以来，以其省工、省时、省料、施工方便、快速等显著的技术经济效益，越来越广泛地应用于土木工程，加筋土技术的探讨也在逐渐完善。本文就外荷外缘距墙顶缘距离ａ的变化，讨论了外荷作用下产生的几种墙背土压力，给出了ａ值影响范围内，土压力波动明显的增高范围。另外讨论了墙高内土压力最大强度σｍａｘ的确定法，给了了已知板最大弯矩Ｍｍａｘ的板厚近似计算公式。     

路基悬锚式挡土墙墙背土压力分布

路基悬锚式挡土墙是一种新型的挡土墙,其墙背土压力分布与常规挡土墙墙背土压力分布规律不同,不能套用现有的公式进行计算。根据其受力特点,结合项目研究的需要和依托工程的实际情况,确定了以墙高8,9,10 m这3种工况对路基悬锚式挡土墙的墙背受力情况及土压力分布情况进行现场试验和跟踪检测。通过实体工程的实测数据及其结构特点对悬锚式挡土墙的墙背土压力进行了分析,并与墙后土压力设计值及修正后的公式计算值进行了对比。结果表明:路基悬锚式挡土墙各测试点的墙背土压力随时间逐渐增大并趋于稳定,沿墙高呈3段式非线性分布;墙背土压力近似分布图形可以参照现有锚定板挡土墙的计算方法得出,但需进行修正,土压力系数宜取1.2～1.4;为提高挡土墙墙背的受力均匀性及挡墙的整体稳定性,第1层锚杆高度与底板的距离宜为挡墙建筑高度的1/3且距离底板不宜大于2.5 m,各锚杆层间高差宜为2.5～3 m;墙背最上层锚杆位置由于受土压力较小,因此最上层锚杆布设高度宜为距墙顶1/3高处,且适宜高度为2～3 m;悬锚式挡土墙的双层锚杆与锚定板型式建筑高度宜为6～10 m,3层锚杆与锚定板型式建筑高度宜为10～12 m。     

考虑土拱效应的边坡桩间土钉墙受力计算

边坡抗滑桩桩间土拱效应对桩间土钉墙各部分的受力及土钉的设计长度有重要影响,然而现阶段多依个人或者设计单位经验对桩间土钉墙各部分的受力进行计算,对土钉长度进行设计,以上传统的受力计算及土钉设计方法均未充分考虑土拱的影响,使得土拱在工程运用中受到了限制。为了推广土拱在工程中的运用,首先描述土拱形状,继而深入研究土拱对桩间土钉墙各部分受力的影响,提出了基于土拱效应桩间土钉墙受力计算方法和土钉长度设计方法,此受力计算方法认为：土钉墙的受力取拱前土体主动土压力或剩余下滑力两者中的较大者,抗滑桩的受力为拱后土体剩余下滑力与土钉墙受力之和,土钉长度设计中土钉自由段和锚固段的分界线为土拱迹线。继而结合巴（中）达（州）铁路堑坡,通过数值模拟描述土拱形状,计算土拱影响下不同截面处抗滑桩和土钉墙的受力,并结合土拱形状对土钉长度进行设计,与不考虑土拱效应时受力计算结果和土钉长度设计结果进行对比。研究结果表明：考虑土拱效应较不考虑土拱效应时,抗滑桩纵断面受力明显增大,增幅大于11%,土钉墙纵断面受力明显减小,减幅大于12%,土钉用量节省接近13%,充分说明考虑土拱效应确实对抗滑桩受力、土钉墙受力和土钉设计长度造成较大影响。     

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。     

土钉墙侧向土压力分布研究

通过对前人研究成果和土钉墙的实际位移的分析,定性地论述了土钉墙的侧向土压力的分布,然后根据莫尔-库伦强度理论从理论上论述了土钉墙的主动土压力的分布和大小,最后通过实测的侧向土压力,提出一种有效的侧向土压力简化模式,为土钉墙设计的进一步优化提供有力的依据。     

RB位移模式下黏性土非极限土压力研究

针对经典朗肯与库仑土压力理论的适用范围较小且未能考虑挡墙位移对土压力的影响这一事实.根据已有文献对准主动状态下土体摩擦角、黏聚力发挥值与位移关系的研究,采用位移有效面积比方法将该关系量化至绕墙底转动位移模式挡墙,在此基础上结合斜向层分析法推导了考虑填土的黏聚力、墙土间黏着力、均布超载作用等条件下的非极限主动土压力合力及其作用点位置、土压力分布计算式.相应简化条件下,该公式能够简化为朗肯、库仑理论计算式.算例分析结果表明:理论计算值与试验实测数据基本吻合,初步获得了绕墙底转动位移模式下黏性土非极限土压力随位移变化的规律.     

路肩短卸荷荷板式挡土墙试验研究及应用

路肩短卸荷板式挡土壤是一种新开支挡结构，它利用卸荷板的遮帘作用来减少下墙的侧压力，同时又能充分利用板上土体的重量平衡墙体，使墙基应力分析均匀，改善本稳定条件，本文介绍了该新型挡墙在侯月铁路某工点的试验研究情况，并运用库伦理论有限单元法分析了墙体的受力状况，与实测墙体受力情况进行了对比，并作了该工点的经济效益评估，论证其合理性。     

某地铁隧道结构开裂及处险工程数值模拟分析

对某运营地铁隧道结构进行数值计算,在其上部基坑土体卸荷工况下,建立力学模型,模拟结构开裂夹层板的拆除施工过程。在进行基坑卸土时,围护结构朝基坑坑内倾斜,并发生轻微沉降;基坑周围地表产生沉降;隧道结构发生变形,夹层板拆除工序完成后,南线隧道两侧侧墙均由于失去支撑朝隧道内部倾斜,顶板上拱,底板隆起。对比分析多种模拟情况的计算结果,上方基坑卸土与夹层板拆除施工不影响隧道整体结构稳定。现场监测结果验证了数值分析结果的可靠性。     

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。     

考虑温度作用的顶部搭板悬臂式挡墙分析

设计仅用来支挡土压力的悬臂式挡墙在墙顶搭板后,其墙身结构受力特征会发生显著改变。现在分析悬臂式挡土墙土压力计算方法的基础上,建立了悬臂式挡土墙三维数值计算模型,研究其顶板温度作用对悬臂式挡土墙结构受力的影响。计算结果表明:在土压力和顶板升温共同作用下,挡土墙外侧中部的最大拉应力超过混凝土最大抗力,立墙外侧中部将产生裂缝;在土压力和顶板降温共同作用下,挡墙内侧底部最大拉应力超过混凝土最大抗力,立墙内侧底部将产生裂缝。有限元计算结果与实际情况基本相符,说明计算结果可信,符合实际情况。据此,对结构病害提出了加固建议。     

加筋土挡墙变形和受力特性原位荷载试验研究

为了研究加筋土挡墙在路基面荷载作用下的受力和变形特征,通过拉拔与原位荷载试验,进行了加筋土墙体水平土压力、墙面水平变形及拉筋应力等分布规律的研究。结果表明:筋材应力沿其长度方向呈单峰值分布,峰值距墙面1.5 m处;加载初期墙面水平位移沿墙高呈反"S"形曲线分布,极值位于墙顶和中下部;路基面荷载作用主要影响挡墙上部土压力分布,相应的侧向附加土压力近似呈倒三角分布;由于加筋土的扩散、卸载成拱效应的影响,使得竖向附加土压力向下衰减比传统挡土墙更快。     

新型加筋格宾挡土墙性能分析

通过对某高等级公路易失稳段所开发的一种新型加筋格宾挡土墙进行监测及数值分析,研究墙体侧向变形、竖向变形、基底应力及应变增量的分布规律。结果表明:墙体侧向变形总体呈"勺型"分布,墙体中下部变形小,变形主要分布在上部;随着荷载强度的增加,竖向变形也相应增大;基底应力分布不同于一般的柔性基础及刚性基础,总体由墙趾处向墙踵部位呈曲线分布;荷载强度在增加后,影响区域剪应变增量整体向右上方发展,并愈发集中,潜在滑动面位置基本稳定,并大致分布在0.3H分界线附近;随着荷载强度的增加,水平加筋系统的应变增量明显加大,总体朝着墙后填土方向发展,并随着设置高度的增加而增大;研究成果可为新型加筋格宾挡土墙设计及施工提供参考。