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。     

考虑土体非均质各向异性特征及地震效应的挡墙主动土压力分析

在岩土工程的稳定性分析中一般假定土体材料为均质且各项同性。事实上,由于其复杂的地质成因和天然沉积作用,土体的力学性质受空间位置的不同而发生显著的改变,表现为明显的非均质和各向异性。针对这一问题,基于离散法和极限分析上限定理建立非均质和各向异性填土挡土墙的破坏机制;同时,引入拟动力法考虑了地震力对主动土压力的影响。同等条件下的计算结果与已有文献吻合较好。研究结果表明：填土非均质性和各向异性对主动土压力产生显著影响;地震系数、地震波周期、压缩波波速的增大均导致主动土压力的增大,初始相位差对主动土压力的影响表现出明显的周期特征。     

RB模式下挡土墙主动土压力强度的计算研究

在经典库仑主动土压力理论基础上,结合RB模式下土体渐进破坏机理,建立内摩擦角和墙背与土体之间摩擦角的发挥程度与土体发生位移的非线性关系,将其引入到土压力强度计算公式中,得到RB模式不同位移情况下的土压力强度公式。通过算例讨论随深度变化的发挥内摩擦角和墙背与土体之间摩擦角关系对土压力强度分布的影响,不同位移情况下发挥内摩擦角和墙背与土体之间摩擦角随深度变化率对土压力强度分布的影响。最后将本文方法计算结果与模型试验及其他方法得出的结果进行对比分析,均表明本文方法和模型试验结果吻合较好,从而验证了该方法的可行性。     

库仑土压力计算新方法——扫描搜索法

库仑土压力理论是解决土压力问题的最简途径之一,但传统的计算方法公式繁多、工作量大,且不适用于复杂坡面的情况。为解决该问题,提出一种快速求解库仑主动土压力的新方法——扫描搜索法。该方法无需先求取破裂角,而是以墙背某一点为起点,以该点到坡面线的连线为破裂面,按照一定间距变化地面上各点扫描墙后土体,得到所有可能的破裂面,利用坐标求取破裂棱体的自重及形心,根据推导的库仑土压力计算通式计算土压力的大小和作用点的位置,最终搜索出最大土压力。利用该方法结合计算机编程,可快速准确地计算各种复杂坡面荷载及工况下的墙背土压力。算例对比表明,该方法所得结果与库仑公式法所得结果基本一致。     

考虑挡墙变位模式的有限土体主动土压力试验研究

经典土压力理论中假定墙背后土体为半无限空间,墙后土体宽度减小至一定宽度时就不再适用。为研究有限宽度土体情况下的土压力分布特性,设计有限土体自动控制模型试验装置,采用福建标准砂,在测试砂土的物理力学特性和标定土压力量测元器件基础上,开展挡土墙绕墙趾及墙顶转动、平动等3种变位模式下的有限土体主动土压力分布特性模型试验研究;同时,运用极限平衡法计算得到各组试验主动土压力合力,与模型试验开展对比分析。试验结果表明：各填土宽度砂土主动土压力试验的破裂面均为直线,当宽度减小到一定值时,土体破裂棱体均由三角形变为梯形;随着填土宽度的减小,墙后土压力合力也随之减小;3种不同变位模式下土压力分布规律不同;极限平衡法计算结果与试验结果存在一定差异,最大相差6.1%。     

基于响应面法的挡土墙多失效模式可靠度分析

为预防土体发生主动坍塌破坏和被动挤出破坏,研究挡土墙需提供的合理支护力范围,基于极限分析上限法构建挡土墙的主动坍塌和被动挤出2种失效模式,根据虚功率方程求解主动土压力和被动土压力,得到支护力范围.在此基础上,考虑土体参数以及支护力的随机性,建立挡土墙的多失效模式可靠度模型,采用响应面法求解了可靠度,并且引入目标可靠指标...     

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。     

用于深埋圆形盾构隧道地震效应分析的2种拟静力解析解的对比研究

对比分析深埋圆形盾构隧道地震效应分析常用的2种拟静力解析解,给出2种拟静力解析解法的弯矩比值、轴力比值的计算公式,研究地层弹性模量和泊松比与弯矩比值、轴力比值的关系,以及界面滑移和不滑移条件下对弯矩比值、轴力比值的影响;建立等效刚度数值模型,通过数值模拟验证这2种拟静力解析解的可靠性。结果表明:界面不滑移时,由这2种拟静力解析解获得的地震附加弯矩较为接近,但附加轴力差异较大;地层弹性模量、泊松比和界面条件对地震附加弯矩影响较小,但对地震附加轴力影响较大;由这2种拟静力解析解法与等效刚度数值解法所得的弯矩、轴力分布规律和极值位置基本一致。推荐在常规深埋圆形盾构隧道抗震设计时优先采用基于薄壁圆柱壳理论的拟静力解析方法。     

位移模式对复合砂卵石地层土压力的影响分析

位移模式和上覆黏土是影响卵石基坑挡土墙土压力分布的重要因素,上覆黏土的存在,土压力的分布和大小将不同于单一的砂性土.基于离散元软件PFC2D,模拟了卵石上覆一定厚度黏土的复合地层的土压力分布、合力随挡土墙位移及位移模式的变化规律,分析了该地层条件下土体的破坏过程和滑移面形态.研究结果表明:全卵石土的主动极限位移为(0....     

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。     

U形槽路堤立臂有限土体主动土压力计算方法研究

为确定U形槽路堤结构立臂上有限土体主动土压力,基于U形槽结构对称性特征,采用两段折线型滑面假设,通过极限平衡方法推导出有限土压力计算公式,定量反映了填土重度、内摩擦角与黏聚力、填土-立臂界面外摩擦角与黏聚力、U形槽宽度与立臂高度、顶面外荷载等因素对土压力的影响;实例分析表明:本方法计算的有限土压力比既有相关方法约超出2...     

集中采购在我国实施的模式与策略

从探讨集中采购的优越性入手,分析和借鉴集中采购在美国的发展经验,并结合我国的实际情况,重点剖析了集中采购在我国实施过程中存在的问题,据此提出我国实施集中采购的模式与策略.     

集中采购在我国实施的模式与策略

从探讨集中采购的优越性入手,分析和借鉴集中采购在美国的发展经验,并结合我国的实际情况,重点剖析了集中采购在我国实施过程中存在的问题,据此提出我国实施集中采购的模式与策略。     

折线形墙背土压力计算的扫描搜索法原理与应用

为简化传统公式法求解折线形墙背土压力的繁琐过程,在库仑土压力理论的基础上,基于第二破裂面法和力多边形法,提出用于快速求解折线形墙背土压力的扫描搜索法.首先,分别通过上墙和下墙踵点建立坐标系,并将地面线按照一定间距分割;其次,以该点到地面线的连线为假定破裂面,根据推导的库仑土压力计算通式求解每一假定破裂面的土压力大小和作...     

基于渐近法的城市近接地下空间有限土体土压力计算方法研究

地下工程拓建施工中,对基坑变形有较严格的控制要求,遇到有限土体宽度时,经典土压力的计算方法无法同时在安全和经济上满足工程需要。针对严格限制基坑变形情况下有限土体土压力的计算问题,以砂土地层为例,基于太沙基拱效应原理,考虑墙-土的切向摩阻力,通过建立水平薄层单元平衡微分方程,求解无水平位移有限土体的土压力。考虑支护变形和土压力的相互作用,针对限定水平位移条件下非极限状态时的有限土体,采用渐进法原理给出其土压力的计算过程,同时,根据基坑支护水平位移的控制指标,推导支护结构初始断面确定的方法。详细探究墙-土间摩擦角、有限土体宽度、支护结构变形量、地面超载、地下水等对有限土体土压力产生影响。研究结果表明：墙-土间摩阻力是有限土体发生土拱效应的重要前提;有限土体土压力随深度的增加呈非线性增加,但增加幅度逐渐降低,并趋于收敛;饱和静水场状态下,土拱效应弱化,土压力增大,且随着深度的继续增加,饱和土的土压力愈大于非饱和土的土压力。研究方法及结论可为拓建工程基坑支护的土压力计算提供新的思路和方法,也为城市地下空间拓建提供一定参考。