高水位地区深基坑支护施工中土压力分析

从朗肯土压力理论出发,分析了在不同抗剪强度指标下,不考虑渗流影响时的水土分算、考虑稳态渗流时的水土分算与水土合算的不同之处,提出了采用不固结不排水强度指标时的土压力计算方法。将计算结果与实际结果进行比较,发现“广义”水土合算法的不安全性,并给出了在不同情况下土压力合理计算公式。     

水土压力研究与应用实例

介绍了水土分算、水土合算的概念和作用机理,并结合实际工程,对水土压力计算方法提出自己的一些观点,有关经验可供相关专业人员参考。     

基坑支护上的水土压力共同作用问题及建议

基坑支护结构上实测的内力常常远比用经典土力学理论计算的数值小。在计算方法和水土相互作用机理方面对于水土“分算”和“合算”这一有争论的问题进行了分析和讨论,该文探讨了土的微观结构特征及其对工程特性的影响,基于微观层面分析了土中水的存在类型及特征,研究了水土共同作用韵微观机理,给出了粘性土能否传递孔隙水压力的判别公式,指出这是一个有待于深入研究和探讨的课题。     

圆形基坑水土压力计算模式分析

该文提出了考虑渗流条件下圆形基坑水土压力的简化计算模型。通过对现有文献结果的汇总分析,认为圆形基坑水土压力计算模式的选取与平面情况一致,即在渗流真实发生时,应选用"考虑渗流的水土分算"法。根据传统流网形状,假定流线为通过墙踵的折线,可计算出水流梯度和渗透力,进而确定水土压力。经研究认为渗透力对水土压力的贡献应受圆形基坑"拱效应"的影响,而水压力只与渗流下的水头有关,不受"拱效应"的影响。水土压力随围护结构插入深度呈指数型递增,当插入深度达到一定数值后,盲目加大插入深度对土压力的影响很小。设计中应综合考虑安全性和经济性,合理确定围护结构插入深度。     

水土压力对框架地道桥受力及变形的影响

针对不同地下水位,采用水土分算的方式计算框架地道桥的侧向压力分布,利用有限元软件中仅受压单元模拟土体特性,比较不同地下水位对于框架地道桥四等分截面的正应力分布差异、腹板侧向位移沿截面高度方向分布以及截面不同高度处侧向变形沿桥跨分布的规律,以研究水土压力对框架地道桥受力以及变形的影响规律。研究结果表明:水压力对框架地道桥的正应力分布影响较小,但对其框架侧面变形影响较大,对于框架地道桥的变形,应关注边界条件等对结构框架效应的减弱,以及梁高过高导致结构不满足平截面假定,顶底板加腋附近应力突变的问题。     

谈太沙基有效应力原理的是是非非

太沙基有效应力原理是否正确一直存在争议，尤其是砂性土适合“水土分算”，与太沙基有效应力原理相符，黏性土适合“水土合算”，与太沙基有效应力原理不相符问题，众多学者各执一词。本文对太沙基有效应力原理的由来与核心内容进行分析，指出太沙基将孔隙水压力作为中和应力（中和应力对土体变形无影响）这种观点是不正确的，进而推导出的有效应力也不正确。笔者采用水平截面的力平衡原理，引入给水度参数，推导出新饱和土有效应力原理公式，计算出来的水土压力值与实际值更相符。希望能对理论土力学的发展和水土压力计算有所帮助。     

库岸边坡稳定分析中静水压力与动水压力计算模式比较

在库岸边坡稳定分析中,通常按静水压力(水土合算)和动水压力(水土分算)2种模式来考虑地下水的影响。采用传递系数法比较静水压力模式与动水压力模式下地下水的作用效果,结果表明,在无水位降落情况下2模式的稳定分析结果甚为接近,而有水位降落的情况下静水压力模式计算的稳定系数要小于动水压力的计算结果,且当浸润线倾角越大时,2模式的计算结果相差越大。     

基坑工程的水土压力混合算法

水土压力计算是在坑支护工程设计的重要问题。针对中等透水性的土，本文提出了水土压力混合算法，并通过算例进行了讨论分析。     

不同受力状态下重力式挡土墙稳定性对比分析

以库仑土压力理论为基础,以计算的偏心距e为控制因素。若e≥0即墙后土体主动推挡土墙,则采用主动土压力公式计算;若e<0即挡土墙主动推墙后土体,则取定e=0反算墙后土体的土压力,并以此土压力对挡土墙进行设计。分析给出了主动土压力和修正后土压力作用下重力式挡土墙稳定性计算结果对比,得到出了一些结论。     

深基坑支护工程中地下连续墙的设计

结合广州某地铁车站地下连续墙围护结构的实例,介绍了连续墙运用增量法原理,按弹性地基梁杆系有限元法进行计算分析的设计方法及在岩层中水土压力采用合算的可行性。     

有限土体主动土压力数值计算及参数分析

为研究填土宽度、粘聚力、内摩擦角和计算深度等对墙后有限宽度土体主动土压力分布的影响,建立有限土体数值计算模型,结合工程算例,将有限元法与前人提出的几种有限土体主动土压力计算方法进行对比分析。结果表明,在同一深度处,有限土压力随土体粘聚力的增大而减小,随摩擦角和计算宽度的增大而增大;主动土压力随有限土体宽高比的变化呈上凸曲线,在一定填土宽度范围内,墙背和已有建筑物墙背越粗糙,摩擦系数越大,主动土压力越大;有限元法的分析结果与基于极限平衡理论及平面滑裂面假定的有限土体主动土压力计算方法的结果最相近。     

膨胀土地区深基坑开挖模型试验与数值计算研究

膨胀土具有胀缩性、超固结特性和裂隙性等特性,在该类土体内进行基坑开挖有很大的工程风险。为深入了解膨胀土中深基坑开挖过程中周边土体受力机理和变形规律,进行了室内模型试验和数值计算模拟研究。深基坑模型试验以相似比1∶100进行设计,按照基坑开挖与支护的实际步骤分步进行。数值模拟采用FLAC3D建立考虑支护结构与土体相互作用的基坑三维计算模型,实现基坑分步开挖及支护的三维全过程动态分析。通过模型试验结果和数值模拟结果,得出周边土体沉降、土压力变化、地下连续墙变形等的变化规律,为类似膨胀土地层中深基坑的设计和施工提供参考。     

重力对土体中地下结构地震反应的影响

为解决地震作用下土体重力与地下结构相互影响问题,首先,归纳重力对土体性质的影响规律,分析重力和地震反应的相互影响、地应力的处理和重力的施加方式等; 然后,通过典型算例对重力施加方式的适用性、重力对地震反应的影响程度等进行评价。结果表明： 1）在地震作用下,地下结构的重力和地震反应相互影响; 2）在进行数值计算时,重力可采用时程荷载的形式施加,并且宜保持重力加速度一直不变; 3）当土体为非线性介质时,采用叠加原理进行计算存在误差,且叠加误差随着土体非线性程度的增加而增大,但并非单调增加,叠加误差还受地震波、场地等因素影响。     

基于D-P模型的波形钢板土压力对比研究

采用ANSYS进行波形钢板结构内力分析时,D-P模型是ANSYS中唯一一个能够进行土体分析的本构模型。文中基于D-P模型中的各个参数与土体线弹性模型,对波形钢板结构物的土压力计算进行探索,总结了土体参数变化对波形钢板结构内力的影响;通过分析对比现有土压力计算公式,总结了各种方法的计算值对土压力的影响大小,为波形钢板结构土压力计算提供理论参考。     

软土地基大直径地铁盾构隧道运营期衬砌结构受力特性现场测试研究

为了解大直径地铁盾构隧道衬砌结构的受力性能,基于广州轨道交通4号线南延段大直径地铁盾构隧道工程,采用水土压力计和钢筋应力计传感器对衬砌结构运营期间的外荷载和钢筋应力进行现场测试,得到衬砌结构外荷载和内力的响应规律。通过衬砌结构计算模型理论值与现场测试结果的比较,说明衬砌结构计算模型的合理性。研究结果表明:1)衬砌结构顶部的水土总压力实测值和上覆土柱的重力基本一致;2)衬砌结构底部的水土总压力呈现中间小、两边大的分布形态,计算模型中可在衬砌结构下部半圆周范围内布置土弹簧模拟衬砌结构的实际受力情况。     

路基非饱和粉土的力学特性研究

利用重塑土样开展了土体的水土特征曲线试验和直剪试验,分析压实度、干密度、含水率及法向应力指标对非饱和粉土力学特性的影响规律。研究结果表明：非饱和粉土的水土特征曲线有典型滞后规律,尤其当土体压实度较低时,滞后规律更为显著;法向应力及含水率提升,非饱和粉土由早期剪切变形表现为软化,逐步转化表现为硬化特征,这一特征随土体干密度的提升而更加明显;随土体样本含水率提升,非饱和粉土黏聚力逐步下降,将这一规律进行线形拟合,整体拟合曲线表现为折线特征,且转折点与最佳含水率高度重合;含水率与内摩擦角间无明显相关影响规律,同等含水率水平下,土样干密度越大,内摩擦角也相对更大。     

黄土地区沉井井壁土压力计算研究

对沉井过程中沉井井壁所受的土压力,普遍观点认为沉井受主动土压力的作用,可根据Coulomb和Rankine土压力理论进行计算与分析。但在西安等黄土分布比较广泛的地区,该法所得土压力与实际的土压力有较大出入。有鉴于此,文中从井后土体回弹再压缩角度提出了比较符合实际土压力的井壁土压力计算方法。     

基于地层损失的盾构隧道土压力非线性解析方法

针对盾构隧道结构在层状不均匀地层中承受的土压力荷载问题,根据调用强度设计(MSD)原理考虑土体非线性硬化特征,并采用Peck公式对应的土体位移场模式,提出施工不排水条件下盾构隧道结构周围土压力与开挖致地层位移势能的平衡方程,建立改进的隧道结构土压力非线性计算模型,并得到隧道上覆土体为均匀地层和层状不均匀地层2种工况下土压力荷载与地层损失率之间的非线性相关关系。将该计算方法应用于上海地区地铁隧道的土压力荷载计算,详细分析了应力释放系数与地层损失率之间的非线性相关关系,对均匀地层条件下不同的隧道覆土深度、土体强度、土体卸载模量以及侧压力系数进行了参数分析,并对上覆双层地层条件下不同的地层相对刚度、地层相对强度以及双层地层的相对空间位置关系进行了参数分析。结果表明:隧道开挖导致的地层损失对土压力荷载的计算结果具有显著影响,地层应力释放系数随地层损失率的增长呈现较为明显的非线性特征;在均匀地层中,地层刚度对土压力-应力释放系数非线性曲线的影响较为显著;在层状不均匀地层中,地层相对厚度及地层相对位置对土压力-应力释放系数非线性曲线的影响同样十分显著。     

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。     

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。