土压力非线性分布的研究

根据微分单元体的静力平衡条件 ,推导出土压力的计算表达式 ,研究了土压力的分布规律及破裂角的确定方法 ,同时对土压力分布及破裂角的影响因素进行了分析 ,并与朗肯、库仑土压力理论及实测结果进行了比较 ,本文公式的计算结果能很好地解决土压力的非线性问题 .     

挡墙后土体应力状态与主动土压力计算分析

为探究土压力理论中挡墙背后土体所处的应力状态,完善对于土体力学条件的考虑,在相关研究成果的基础上,提出在主动土压力条件下,滑移面上土体单元达到极限应力状态时,墙土界面和土楔体内部单元未达到极限应力状态的观点。采用非极限参数对土体的非极限应力状态进行描述,基于二维微分方程对问题进行求解。通过一定假设得到挡墙上土压力和滑裂面上土反力的分布,并进一步考虑滑楔体整体的静力平衡条件和力矩平衡条件,反向求解平面滑移边界的倾角和表征墙背土体非极限状态的参数,从而得到考虑土体非完全极限应力状态,并符合所有力学条件的主动土压力解答。通过实例验证理论的可靠性与合理性,并分析土体内摩擦角与外摩擦角对于土压力分布及有关参数的影响。理论分析结果表明,极限应力状态仅出现在滑裂面上,位于墙面和土楔内部的土体均未完全达到极限状态,而将土体近似视作极限状态并不会对土压力计算结果产生很大影响。相同参数条件下,理论计算滑移面倾角要大于朗肯解和库伦解。内摩擦角和外摩擦角对于土压力分布、合力作用点位置、应力状态参数、土体主应力偏转角度等均会产生不同程度的影响。     

地震荷载下土体应力分析与挡土墙土压力计算分析

地震荷载作用下,按现有规范采用拟静力法设计的挡土墙仍发生了各种破坏。为探索地震荷载下土中应力分布对于岩土抗震工程的作用,合理地进行挡土墙抗震设计,采用拟静力法对地震荷载进行描述,根据弹性力学理论并假设问题满足平面应变的条件下,推导地震荷载下土体主应力的大小和方向的计算公式。通过对该点Mohr应力圆的分析,给出挡土墙动土压力大小与土体裂缝深度计算方法。研究结论:(1)地震主动和被动土压力系数均随着内摩擦角的增大而增大;(2)黏聚力对地震主动土压力系数的大小无影响,对地震被动土压力系数的影响较小;(3)土体裂缝深度随内摩擦角和黏聚力的增加而增大。     

用0．618法计算库仑土压力

作用在挡土墙上的主动土压力，一般按库仑土压力公式计算．当墙背坡俯斜较大，土体中出现第二破裂面时，按第二破裂面公式计算．目前，用公式法计算库仑土压力，则是先假设破裂角出现的位置（即交于边坡、荷载内、荷载外、荷载边缘等），然后按相应的公式进行计算，并验证计算结果是否符合假设，如不符合则需重新假设，需反复计算多次．对计算路堤和路肩挡土墙的墙背土压力，可能出现同时符合两种假设边界条件的情况，则应取其土压力较大者作为采用的计算值．计算非常繁琐，作者经过多年研究，用优化法计算库仑土压力非常简洁和方便，可供设计者借鉴．     

挡土墙地震主动土压力拟静力法的集中与分散模式对比

采用拟静力法计算刚性挡土墙地震主动土压力时,地震惯性力的施加分为分散于土体各处与集中于滑动土楔体质心两种模式。为确定两种施加模式的计算结果差异,针对墙背倾斜、层状填土、表面条形荷载等一般条件下地震主动土压力问题,采用平行于土面的斜向条分方法,基于极限平衡条件推导分散和集中模式下土压力递推计算公式,可确定土压力大小及分布模式。实例分析表明,本文算法与振动台模型试验、数值模拟的结果较为一致;两种模式的地震主动土压力合力大小相等,但二者分布模式及合力作用点位置存在明显差异;集中模式的土压力作用点高于分散模式结果,随着水平地震系数由零开始逐渐增大,二者差异先增大后减小,当水平地震系数取0.2时,集中模式与分散模式的主动土压力作用点高度比分别为0.7、0.48～0.56,二者相差达到最大值;对于墙体稳定性及地基承载力检算,集中模式比分散模式的计算结果均偏安全。     

强降雨条件下非饱和粉土雨水渗透规律研究

由雨水渗透规律计算得到的雨水渗透体积是判断非饱和土粉土强度受降雨扰动的主要参数。提供一种强降雨条件下非饱和粉土雨水渗透规律的计算方法,可以根据降雨条件与土体性质预测非饱和粉土在降雨渗透过程中雨水渗透率随时间的变化规律。该方法通过扩展已有非饱和土渗透模型建立降雨渗透计算模型。在经典Green-Ampt模型基础上,根据土体含水量的不同和在降雨过程中出现顺序,依次将土体进行分层。采用毛细渗透公式与达西定律对降雨渗透过程分阶段进行计算,得到降雨渗透过程中雨水渗透率随时间的变化规律。与实验实测数据的对比表明,理论计算值与实验实测数据基本吻合,能较好的预测雨水渗透率变化规律。     

加筋重力式挡土墙主动土压力的上限分析方法

基于极限分析理论的上限法,考虑平面滑动的破坏模式,将加筋重力式挡土墙拉筋破坏分为拉断和拔出2种模式,分别计算其能量耗散功率,取二者的小值作为拉筋在极限状态下的能耗功率,进而求得作用于墙背的主动土压力。以衢宁(衢州—宁德)铁路路基加筋重力式挡土墙为例,采用本文方法、数值模拟及规范方法分别计算墙背主动土压力。结果表明:本文方法与数值模拟结果吻合较好,比后者偏大15%以内;所建立的方法能充分反映墙后填土的黏聚力、内摩擦角、拉筋极限拉力、拉筋长度、间距、墙高、墙背倾角、地面倾角等重要参数对土压力的影响特征,并可用于拉筋间距及长度的优化设计。     

挡土墙填充缓冲层前后土压力变化规律试验研究

通过挡土墙模型试验,在挡土墙面填充缓冲层,并分别测定挡土墙填充缓冲层前后的静止土压力和主动土压力,研究挡土墙填充缓冲层前后土压力变化规律及不同EPS土工泡沫缓冲层厚度对土压力的影响。试验结果表明:设置EPS土工泡沫缓冲层可有效降低墙后填土的土压力;缓冲层越厚,侧向土压力减小越明显;设置缓冲层后土压力随墙身位移变化规律与无缓冲层时相同。     

无碴轨道路肩挡土墙动静土压力测试分析

根据遂渝铁路无碴轨道综合试验段陡坡路基高填方衡重式路肩挡土墙上墙背的动静土压力测试数据,分析在CRH2型动车组和重载货物列车的不同运行速度下,上墙背动土压力的响应及其与静土压力的相互关系,并对挡土墙上墙背动静土压力进行理论计算。结果表明,挡土墙主要承受静土压力。     

黏性地基土非饱和SWCC试验研究

针对合肥地区某非饱和黏性铁路地基土,利用非饱和土压力板仪进行考虑干密度和初始含水率的非饱和SWCC试验,结合Van Genuchten模型分析干密度和初始含水率对非饱和SWCC参数的影响特性。研究结果表明:随干密度的增大,非饱和土SWCC中反映的空气进气值会增大,而孔隙尺寸反映参数会变小;随初始含水率的增大,非饱和土SWCC中反映的空气进气值会减小,而孔隙尺寸反映参数会变大。     

对在建筑群中明挖深基坑防护问题的探讨

结合位于王府井商业中心的新兴大厦深达１８ｍ的基坑开挖情况，对其防护问题进行了探讨，认为在侧面压作用下，对基底土体是否需要加固的计算不能套用过去惯用的计算方法，而应根据本工点的特点，对两侧处于不同极限平衡状态的土体，用主动土压力和被动土压力的概念来分析，计算。     

朗肯与库仑土压力理论的分析比较

朗肯(Rankine)和库仑(Coulomb)土压力理论在工程中应用较多,但由于它们都是建立在一定理想化假设条件下,与实际土体都存在着一定的差异性。因此,两种方法何时准确,何时误差较大,需要进行探讨。本文根据一个算例就其进行讨论。     

桩间土为非饱和土的刚性桩复合地基复合模量计算

根据非饱和土压缩模量的VO模型,基于剪切位移法的理论,推导桩间土为非饱和土的刚性桩复合地基复合模量的解析解。该解析解考虑刚性桩的桩长、桩体模量、非饱和土中基质吸力等的影响,利用导出的解析解对实例进行计算,并将计算结果同规范法的计算结果和现场实测值进行对比分析。研究结果表明:利用本文方法算得的沉降值和实测值较接近,验证了本方法的可行性。     

孔隙水作用下的二级边坡挡土墙被动土压力上限研究

借助极限分析方法上限定理,计算考虑孔隙水压力和通过拟静力法简化的水平和竖直向地震力作用下的二级边坡的挡土墙被动土压力的上限解。根据获得的被动土压力上限解,利用MATLAB软件对上限解进行优化计算,并选取适当的参数,分析不同的边坡土体参数及地震土压力系数对挡土墙被动土压力上限解的影响,研究结果表明:二级边坡的被动土压力系数随着横向地震力荷载系数Kh,ρ角和孔隙水压力系数的增加而增加,随着内摩擦角φ和黏聚力c的增大而减小。     

地震条件下被动土压力及其分布分析的新方法

研究目的:目前国内外关于地震条件下被动土压力及分布分析的方法,要么存在分布规律及位置不合理,要么存在推导过程复杂、求解麻烦、适用条件苛刻等局限性。本文采用旋转挡土墙计算模型的变换法,将在地震条件下被动土压力的求解问题转化为在静力条件下被动土压力的求解问题,对于简化被动地震土压力问题,统一地震土压力的求解等方面具有参考价值。研究结论:(1)根据在静力条件下水平层分析法的被动土压力推导结果,直接获得在地震条件下被动土压力强度分布、土压力合力及其作用点位置的表达式,并运用图解法得到了临界破裂角的解析解;(2)公式考虑了水平和垂直地震加速度、不同墙背倾角、墙背、坡面倾角与填料存在粘结力和外摩擦角、存在均布超载等诸多因素的影响,公式可以适用于在常用边界和地震条件下黏性土的被动土压力计算;(3)本文方法大大简化了在地震条件下的被动土压力计算公式推导过程,统一了地震土压力的求解,理论更加完善;(4)本文研究成果可应用于地震条件下挡土墙结构被动土压力的快速求解计算。     

胶济客专非饱和土路基沉降观测及分析

由于非饱和土固结理论的不完善,非饱和土沉降计算一般仍采用饱和土固结理论,故计算结果会存在误差,甚至与实际相差甚远,开展非饱和土地基现场沉降观测,以掌握其变形特性显得尤为重要。胶济客专非饱和土路基沉降观测结果表明,路堤填筑期可完成总沉降的80%左右,铺轨放置2个月可完成总沉降的90%左右;实测沉降值明显小于计算值,分析认为非饱和土地层参数选择、基质吸力、饱和度大小及沉降计算深度对计算结果影响较大有关。     

基于Hewlett方法的桩网复合地基土拱效应优化算法

桩网复合地基填土性质与土拱效应发挥程度直接相关,而传统土拱模型并不能有效反映填土黏聚力对桩土应力计算结果的影响。在Hewlett极限状态空间土拱效应分析基础上,采用填土综合内摩擦角指标完成空间土拱拱顶及拱脚位置处单元土体应力极限状态分析,考虑桩间土应力非均匀分布与被动土压力发挥程度的影响,得到桩网复合地基桩体荷载分担比解析表达式。研究结果表明:填土黏聚力显著提高路基填土土拱效应,复合地基设计应考虑填土黏聚力的有利影响;桩间土应力并非均匀分布,通过非均匀分布系数折减后,可有效提高弹性工作状态的桩体荷载分担计算结果;考虑被动土压力发挥程度的计算结果并不合理,应分别由桩顶和拱脚土体应力极限状态确定对应的桩体荷载分担比,取较小值为最终桩体荷载分担比结果。     

非饱和土地基沉降计算参数试验研究

研究目的:提出非饱和土地基沉降计算参数确定的有效试验方法,可使地基沉降计算参数选择更加合理,对于以地基沉降为主要控制因素的高速铁路客运专线建设具有重要意义.研究结论:针对胶济客专非饱和粉质黏土、粉土开展了室内固结试验及多种现场原位试验,经过综合分析得出:胶济客专非饱和粉质黏土、粉土饱和度一般在46％ ～ 80％之间;建议采用室内固结试验、静力触探试验及标贯试验综合确定非饱和粉质黏土、粉土沉降计算压缩模量参数;可按《建筑地基基础设计规范》计算当量模量对应的经验系数进行计算沉降修正.     

非线性破坏准则下被动土压力的计算

基于采用非线性Mohr-Coulomb破坏准则,提出一个对刚性挡土墙的墙后被动土压力计算方法,分析和确定了滑动面的位置以及此时被动土压力的大小.首先,应用"切线法"引入了变量Ct和φt,然后运用迭代法计算得出对应于不同潜在滑动面上的Ct和φt,再运用广义库仑土压力理论求解被动土压力.其中对应于最大被动土压力的滑动面即为最危险滑动面,此时的被动土压力即为所求.通过与采用线性Mohr-Coulomb破坏准则下的研究比较得出,采用线性Mohr-Coulomb破坏准则计算的被动土压力结果偏大,在实际工程设计中偏于不安全,而采用非线性Mohr-Coulomb破坏准则在确定刚性挡土墙的墙后被动土压力时更加符合实际工程,结果更加准确.     

电缆隧道圆形竖井结构设计方法研究

基于各行业规范中没有明确提及圆形竖井设计方法的现状,在进行相关规范解读分析的基础上,对比分析竖井侧压力、国内外规范中提到的圆形水平径向荷载的计算方法,并采用3种结构计算方法对实例进行分析论证,得出合理的结论。结果表明:竖井侧压力采用朗肯土压力计算公式;圆形水平径向荷载引入折减系数,该值为25%;荷载结构法采用主动荷载+被动荷载模式,推荐采用二维荷载结构法设计为主,三维荷载结构法及三维连续介质有限元法设计为辅的设计方法。