考虑地基固结的挡土墙土压力有限元法分析

应用有限元程序建立了考虑地基固结的挡土墙后土压力分析平面应变计算模型,研究了等效交通荷载作用和工后固结阶段挡土墙土压力与土体水平位移分布规律。计算结果分析表明：挡土墙与土体之间的相对位移决定了土压力分布规律;在外部荷载作用下挡土墙形成刚体旋转与平行移动的混合位移模式,该模式决定了土压力沿深度的变化规律;固结变形导致的土压力与水平位移变化与荷载作用下的土压力与水平位移变化规律类似但方向相反。     

组合位移模式下刚性挡土墙非极限主动土压力

合理确定水平土层间剪切作用是计算任意位移模式下挡墙土压力的关键,相关计算理论在考虑剪应力时缺乏一定的理论依据和试验支撑。针对组合位移模式下的刚性挡土墙,首先基于考虑位移效应的Mohr应力圆,得到由土拱效应导致主应力偏转所产生的剪应力;在此基础上,由直剪试验比拟土层错动作用,建立了剪切系数与位移模式参数n的幂函数关系式。将其应用于改进的水平层分析法,得到了组合位移模式下刚性挡土墙非极限主动土压力的求解方法。某些单一位移模式下挡墙土压力理论解为本文的特解,说明本文理论推导的可靠性。参数研究表明:RTT模式下,非极限主动土压力呈凸曲线分布,峰值位置随n的增大而上移,且高于已有理论解;RBT模式下,非极限主动土压力呈凹曲线分布,其曲率大于已有理论解;随着n的增大,合力作用点位置会降低,降低幅度与墙顶位移呈正相关;合力作用点位置随墙土摩擦角与内摩擦角比值的增大而增大,当墙土摩擦角大于0.7倍内摩擦角时,增长幅度尤为明显。     

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。     

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。     

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.     

支挡结构土压力问题综述

本文通过对土压力计算理论发展的回顾，指出各种理论存在的主要问题。同时，分析总结了不同填料情况下，不同位移形式的土压力分布规律，探讨了支挡结构土压力理论发展了方向和前景。     

地震条件下抗滑桩时程分析计算法中动力地基系数研究

目前,在建筑物基础梁板、桩基础、抗滑桩的静力问题中广泛采用弹性地基梁法,地基梁法的地基系数可由试验方法、查表法等方法得到。但对于地震作用下的抗滑桩地基梁法,有关动力地基系数的研究尚存在不合理和不易确定的弱点。基于微分薄层法,通过对地震条件分层土压力的计算分析,提出了将动力条件的不同位移下的被动土压力和主动土压力与动力地基系数相联系的方法,与其他方法相比较,具有简单而又合理的特点,便于应用。     

柔性石笼挡墙土压力的PFC2D数值模拟

使用国际上先进的颗粒流离散元程序——PFC2D,根据工程实际情况,建立了石笼挡土墙的PFC2D模型,使其发生向内和向外两种平移模式,测量土中相应深度的土压力,对整体进行了观测和研究。结果表明,(1)墙体向外平移时,在约1 m的深度范围内,各种位移量下的应力值比较接近,在5 m深度处,各种位移量情况下几乎同时达到侧向土压力和竖向土压力的最大值。(2)墙体向内平移时,在1.5 m的深度范围内,各种位移量下的土压力值比较接近而且与深度呈严格的线性关系;在2 m处,土压力都达到了极大值,之后土压力与深度呈现出明显的非线性,逐渐减小,从而提出了主动土压力和被动土压力的深度范围。     

考虑土拱效应的挡土墙被动土压力研究

针对多数挡土墙被动土压力研究未考虑土拱效应和仅考虑砂土影响的现状,对考虑土拱效应的黏性土挡土墙被动土压力进行了研究,给出了黏性土下的侧向被动土压力系数;用应力状态法求解出了绕墙顶转动下的挡土墙被动土压力竖向平均应力及土压力合力及作用点,并结合算例研究了不同土拱效应对被动土压力的影响及不同计算方法对结果的影响。结果表明:由于土拱效应的影响,挡土墙被动土压力呈上大下小非线性分布;随着参数δ/φ的增大,土拱效应增大,挡土墙作用点高度逐步下降。     

饱和非饱和土的位移土压力及非极限力学指标研究

为了客观评估非极限平衡条件下,土力学强度参数的发展变化规律,基于摩擦定律、土压力与位移的双曲线模型、饱和非饱和土的Mohr-Coulomb强度准则、非极限平衡土力学参数同步发挥的假设,采用应力路径分析方法,研究了非极限平衡条件下饱和非饱和土的位移土压力对应的应力状态,并给出了位移土压力依赖于非极限内摩擦角、粘聚力和吸力内摩擦角等参数的理论计算公式.研究结果表明:当挡土结构由K0状态发生向着土体的正向位移时,基于位移的土力学参数先随着位移的增大而减小,在减小至0后又随着位移的增大而逐步增大,直至被动极限平衡状态;当挡土结构由K0状态发生背向土体的负向位移时,基于位移的土力学参数随着位移的增大而逐步增大,直至主动极限平衡状态;该方法为进一步研究挡土结构的力学性能、工作状态、安全储备提供了理论基础.     

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。     

双级加筋土挡墙动力特性振动台试验（双语出版）

针对目前多级加筋土挡墙动力试验研究不足的状况,通过大型振动台模型试验对地震荷载作用下双级土工格栅加筋土挡墙的动力特性进行研究。运用Bockingham π定理对双级土工格栅加筋土挡墙模型进行相似设计,采用标准砂作为回填砂、混凝土砌块作为挡墙和土工格栅作为筋材构成试验模型,并测试墙体和回填土的反应特性,得到土压力、墙面位移和土体加速度。试验结果表明：地震作用下挡墙立面墙体呈现倾斜并带有屈曲外鼓变形模式;挡墙水平位移、顶部沉降及分层沉降均随着地震峰值加速度增大而增大,最大值发生在挡墙顶部;随着输入地震荷载增大,砌块式挡墙缝隙中先出现淌砂,最后顶部模型砖掉落,挡墙破坏;加速度沿墙高存在放大效应,地震峰值加速度放大系数随着峰值加速度的增大而减小;下级挡墙峰值动土压力均呈现“中间大两端小”分布规律;上级挡墙峰值动土压力在小震时呈现“中间大两端小”,强震时呈现“中间小两端大”分布规律;台阶处下级挡墙顶部动土压力和水平位移均大于上级挡墙底部相应值。研究成果可为双级土工格栅加筋土挡墙的抗震设计提供理论支持。     

多级加筋土挡墙内力分布及变形规律研究

目前加筋土挡墙在国内迅速发展,各地修建的挡墙高度也在不断提高.但每年仍有许多挡墙由于设计缺陷发生事故.因此,对于多级加筋土挡墙内部受力及变形规律的研究显得十分重要.通过现场监测和有限元模拟相结合的方式,研究了加筋挡墙中墙背土压力、墙面位移、筋带应变的分布规律,为工程设计提供了优化建议.     

刚性面板加筋挡土墙的离心模型试验研究

通过土工离心模型试验,研究了刚性面板加筋挡土墙的变形特征及其内在破坏模式。试验程序包括设计加速度条件下正常工作状态的模拟和极限加速度条件下极限工作状态的模拟,就挡土墙面板侧向位移和加筋材料的应变进行了实时测量;并测量了极限状态下模型剖面的位移标记的变形,从而获得了极限工作状态土体滑动破坏面的位置。试验结果表明:(1)加筋土挡土墙所发生的侧向位移量远小于无加筋挡土墙的位移量,并且加筋层竖向间隔越小,加筋层越密,相对侧向位移量越小,加筋效果越明显;(2)整体式刚性面板加筋土挡土墙的性能优于一般的分离式刚性块式面板加筋土挡土墙;(3)加筋材料有从回填体中被拔出破坏的可能性,因此,加筋风积沙挡土墙内部稳定性校核时,需要验证抵抗这种破坏的安全性。     

路基挡土墙填土碾压中土压力和位移试验研究

当公路路基挡土墙填筑时,挡土墙受到土体的侧向挤压作用,特别是在碾压时会产生巨大的侧向土压力,导致挡土墙的倾斜。结合盐城示范公路路基挡土墙工程的现场实测数据进行研究,发现在碾压时水平和竖向土压力均有很大增加,但随着压路机的驶离,两者均瞬间减小,但竖向减小的幅度大于水平向;位移的变化随填土高度增加而增加,且后期增加较快。     

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。     

不同土性下L型挡土墙土压力研究

运用有限元法对L型挡土墙在不同土性的填土情况下分层逐级填筑进行了模拟,重点分析了填料强度对土压力的影响、挡墙基底应力分布情况和材料刚度对墙体受力的影响规律,结果表明:当砂性填土φ＞30°,墙背水平侧压力将趋于相等; 粘性填土c＞20 kPa时,墙背水平侧压力不再受φ值影响而趋于相等;无论是砂土还是粘土,当填土材料强度达到一定程度时,其挡墙外部检算安全系数将在一个稳定值附近波动,墙背土体未达到极限平衡状态;挡墙基底应力分布呈“马鞍形”,基底平均应力［σ］＜140 kPa;地基刚度对土压力影响比填料小。     

排桩内支撑支护结构深基坑冠梁侧压力分布分析

冠梁在侧压力作用下,基坑支护结构将产生不同于刚性挡墙的水平位移,特别是在有支撑的基坑,将产生拱现象,引起土压力重新分布,因此传统设计中采用的矩形均布荷载分布形式不符合工程实际情况。结合武汉市某深基坑排桩内支撑支护工程现场监测数据与现象,总结出内支撑系统的冠梁位移变化规律;利用ANSYS有限元软件,运用平面整体分析法对内支撑平面框架进行数值模拟计算,计算时考虑了位移对土压力分布的影响。结合现场监测数据和现象,得出结论：采用梯形分布形式对支撑系统进行设计相对合理,而采用传统矩形分布形式进行设计偏于不安全,采用三角形分布形式进行设计则偏于保守。     

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。     

条形面板加筋土挡墙拓宽旧路基的三维数值模拟分析

采用ABAQUS软件对条形面板加筋土挡墙拓宽旧路基建立三维弹塑性有限元模型,将新老路基与地基作为一个整体考虑,计算并分析不同工况新旧路基位移与应力分布、面板侧向位移、旧路基变形特征以及筋材应变的变化规律.结果表明,该三维有限元模型能够很好地模拟加筋拓宽路基变形、基底土压力变化、墙面侧向位移以及土工格栅应力应变的分布规律.