洪水致弯曲河道挡墙稳定性衰变

天然河道蜿蜒曲折,河湾处环流助长紊动、引发凹岸淘蚀冲刷,导致沿河公路挡墙水毁频发。针对弯道水流运动规律,对洪水条件下弯道挡墙进行受力分析;基于挡墙稳定性分析力学模型,推导了弯曲河道挡墙稳定系数计算公式,给出挡墙基底极限冲深计算方程。通过算例验证了在河湾平缓条件下弯道洪水冲击计算的合理性,并对挡墙稳定性衰减影响因素进行分析。结果表明：洪水上涨时,在墙底未发生冲刷条件下,随着弯道处洪水对挡墙的冲击荷载增大,挡墙稳定性提高;在墙底发生冲刷条件下,挡墙稳定性降低,墙底淘蚀可能导致挡墙倾覆失稳。洪水陡落时,挡墙稳定性随挡墙前后水位差增大而降低,挡墙的抗滑稳定系数衰减速度比抗倾覆稳定系数衰减速度更快,挡墙滑移失稳可能性较大。得出的挡墙稳定系数计算方法的结果与现场情况基本吻合,可为类似沿河挡墙的设计与研究提供理论参考。     

水电站厂房尾水箱式挡墙设置及计算参数分析

通过对水电站尾水箱式挡墙设置与计算参数分析,探求不利地质条件下修建高挡墙结构的方法,对箱式挡墙的设计与研究提供了方法和经验。通过计算参数分析,阐述了箱式挡墙的设计要点与计算中需要注意的问题。结果显示:尾水箱式挡墙设计,不仅要注意计算方法和设计程序,还要复核整体抗滑稳定性及抗倾覆稳定性,使基础的应力不均匀系数不超过允许值,同时还要考虑地震等各种情况下整体稳定计算和各部位的强度计算等,才能在不利地质条件下修建高挡墙,保证挡墙结构的稳定。     

MC桩组合支护结构稳定性分析

针对按照传统水泥土挡墙稳定性分析方法来计算MC桩组合支护结构稳定性的不足,根据极限平衡理论,结合MC桩组合支护结构的特点,建立了新的抗倾覆稳定性计算方法,分析了不同因素对组合支护结构抗倾覆稳定性的影响。结果表明,C桩宜布置在组合支护结构前侧,转动点位置宜选取在C桩桩端以上,并可适当增加M桩的长度、宽度以及C桩长度来提高稳定性。最后,运用分析的结果和实际工程经验,建议了MC桩组合支护结构的设计参数。     

分层土中水泥土围护结构抗倾覆验算方法的改进

推导了分层土中水泥土围护结构抗倾覆稳定系数计算公式,提出了改进的计算方法,研究了土层分层结构对水泥土围护结构抗倾覆稳定系数的影响。土层上软下硬时,水泥土围护结构抗倾覆稳定系数分别随着墙体宽度与入土深度的增加而增加。土层上硬下软时,增加墙体宽度对于提高抗倾覆稳定系数具有较好的效果,而增加墙体入土深度对于提高抗倾覆稳定系数作用不大,因为分层土中,水泥土围护结构抗倾覆稳定性主要依靠下部土体的被动土压力来维持,即抗倾覆稳定性主要受下层土体强度的影响。如将分层土参数按厚度加权平均取值后作为均匀土对待,对上软下硬土层,该方法计算的抗倾覆稳定系数比分层方法得到的小,偏于保守;而对上硬下软土层,该方法计算的抗倾覆稳定系数比分层方法得到的大,存在安全隐患。改进方法与常规计算方法对比表明,其计算结果更为安全合理     

重力式挡土墙抗滑动稳定计算方法改进研究

针对目前重力式挡土墙抗滑稳定性计算方法中存在的缺陷,将挡土墙入土部分划分成小网格,遍历搜寻出抗倾覆稳定系数最小的点,此点就是挡土墙的实际倾覆转动点所在的位置,根据此转动点的位置,将挡墙两侧的土体划分成四个部分分别计算各部分土压力,再结合墙底与地基土摩擦力的分析,推导出改进的墙体抗滑动稳定系数的计算公式。还通过改变墙体的几何参数,分析了最小抗倾覆转动点的位置和墙体抗滑稳定性系数随墙体宽度、挡土墙入土深度等的变化规律。     

水泥土挡土墙稳定性分析

本文从水泥挡土墙的结构特征及破坏型式出发,分析了现地设计中的抗滑及抗倾覆稳定验算时的被动土压力的动用度,提出了基坑抗隆起稳定验算的新方法,并对某一典型工程实例进行分析,旨在提高水泥土搅拌桩作基坑围护结构的设计水准。     

地连墙槽壁加固深度和宽度计算方法研究

地连墙槽壁加固深度和宽度既要满足槽壁土体整体稳定性要求,又要满足加固体抗滑(剪)、抗倾覆和抗弯能力要求。首先分析了槽壁加固条件下影响槽壁稳定性的各影响因素与槽壁稳定性安全系数的关系,总结出加固体深度和宽度是关键影响因素,也是工程施工前需要求算的重要控制参数。其次提出了搅拌桩加固体抗滑(剪)、抗倾覆和抗弯能力验算原则和安全性判定标准,也提出了搅拌桩加固深度(长度)和宽度计算方法和在搅拌桩桩顶插入钢性筋并嵌固于导墙中和搅拌桩平面外拱布置等方法以提高槽壁稳定性的措施。利用工程实例,对文中提出的搅拌桩加固深度(长度)和宽度计算方法进行了演算,也对提出的搅拌桩桩顶插入钢性筋并嵌固于导墙和搅拌桩平面外拱布置提高的槽壁稳定性安全系数也进行了演算。最后提出了课题研究展望。     

抗滑刚架桩挡墙的设计与应用

对于滑面较深、推力较大的滑坡,抗滑刚架桩上设置挡墙会显著地减小抗滑刚架桩长径比,故抗滑刚架桩挡墙将会越来越广泛地应用于滑坡治理工程中。在文克尔弹性地基理论的基础上,本文采用有限差分法推导了抗滑刚架桩挡墙的计算公式。所提出的计算方法已应用于工程实际中,取得了良好效果。还明确了抗滑刚架桩挡墙的适用条件。通过与抗滑刚架桩的对比分析,得出了一些有益的结论,比如在相同的条件下,抗滑刚架桩挡墙的位移约是抗滑刚架桩的55%。     

多级支护边坡屈服加速度及因素敏感性分析

基于拟静力法,结合塑性极限分析上限定理和强度折减技术,推导了桩板式挡墙与二级锚杆挡墙支护高边坡地震作用下的水平屈服加速度系数的上限解,分别计算了多级支护结构总高度、边坡平台宽度、土的抗剪强度折减系数、桩板墙桩侧土压力分布经验系数、锚杆挡墙倾角、锚杆轴力及倾角等因素下,多级支护边坡的水平屈服加速度系数的临界极限值。根据正交分析法,给出了地震条件下基覆边坡水平屈服加速度系数影响因素的敏感性顺序。研究表明,多级支挡结构高度和锚杆轴力敏感性较大,而锚杆倾角、桩侧土压力分布经验系数和边坡平台宽度的敏感性较小。锚杆倾角、锚杆挡墙倾角、边坡平台宽度、桩板墙抗力及桩侧土压力分布形式的选择等,对水平屈服加速度系数的影响较小。土的抗剪强度参数中,黏聚力对水平屈服加速度系数的影响较小,而内摩擦角的影响较大。     

河道洪水水位下降对护管挡墙可靠度影响分析

汛期由于河流水位涨落可能引起护管挡墙毁坏失效,造成油气管道裸露甚至断管事故。根据护管挡墙的结构特征和实际受力状态,分别建立了护管挡墙在水位缓降和陡降两种工况下的力学分析模型,并给出了护管挡墙的抗滑移、抗倾覆和地基承载力功能函数。利用蒙特卡罗法分析探讨了两种工况下挡墙可靠度的变化趋势。结果表明:水位缓降时挡墙水平滑移和地基承载力可靠度呈逐渐减小趋势,倾覆可靠度呈相对增大趋势,并且水位缓降时挡墙可靠度较骤降时要大;水位骤降时墙前水位降落速度越快,挡墙的可靠度越小;在墙前水位一定时,水位差越大,挡墙的抗倾覆和地基承载力可靠度越小。     

反压土对悬臂式支护结构嵌固深度的影响研究

基于Rankine土压力理论、滑移线场理论和Boussinesq解答在均布条形荷载作用下的表达式,建立了考虑反压土自重对坑底土体水平抗力的增强作用和反压土本身的嵌固作用两种机制时悬臂式支护结构嵌固深度的计算方法,并进行了算例分析。研究表明：虽然反压土能提供给支护结构的水平抗力较小,但由于其合力力臂较大,因此对支护结构有明显的嵌固作用;另外,反压土的自重能明显提高坑底土体的水平抗力。综合考虑反压土的以上效应后,支护结构的嵌固深度可以明显减小。基坑内侧预留反压土的施工方法可以省去水平支撑、降低支护结构深度,还可以节约投资和缩短工期,具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。因此,在条件许可的情况下,该施工方法应优先选用     

坑中坑挡土墙变形内力分析

现代基坑工程中出现坑中坑的情况越来越普遍,设计需要对坑中坑的桩墙围护进行结构分析。坑中坑的外围基坑与内部基坑的桩墙存在相互影响,因此,坑中坑的桩墙围护结构受力分析相对而言更加复杂。针对这种坑中坑内、外桩墙的复杂受力情况,提出了坑中坑桩墙围护结构的弹性支点法联合求解模型,通过对内、外桩墙间有限土体的地基弹簧刚度的求解,使该模型可以解决坑中坑桩墙的内力变形计算问题。具体的坑中坑工程实例分析表明,采用弹性支点法联合求解模型得到的围护结构变形、内力与工程实际比较吻合,研究成果具有一定理论与工程实用意义。     

A novel strut-free retaining wall system for deep excavation in soft clay: numerical study

This paper presents a novel strut-free earth retaining wall system for excavation in soft clay, referred to as the rigid and fixed diaphragm (RFD) wall retaining system. The RFD system is comprised of four main structures—diaphragm walls, rib-walls, cross walls, and buttress walls—and a complementary structure—the cap-slab. The characteristics of the RFD system are: (1) the formation of a continuous earth retaining wall by constructing diaphragm walls along the circumference of the excavated zone; (2) the formation of a rigid and fixed retaining wall system by a series of rib-walls and cross walls; and (3) the formation of a rigid retaining wall by buttress walls and the cap-slab. Furthermore, the performance and mechanisms of the RFD system were investigated carefully through three-dimensional finite element analyses. The results demonstrated that the system stiffness of the RFD system was a major factor controlling deformations induced by excavation. Moreover, the excavation geometry determined the dimension of each component of the RFD system.

     

基于灰色关联与模糊数学的重力式挡土墙震害评估

龙门山地区强震荷载导致大量已建边坡支挡结构严重受损,如何对震区受损挡土墙进行震害评估成为亟待解决的技术难点。本文首先通过对研究区挡土墙的震害分析,总结出其主要破坏模式包括滑移破坏、沉降破坏、倾覆破坏、墙身破坏以及越顶破坏5类。然后根据全面性、重要性以及科学性原则对影响震害评价的因子进行定性分析和分类,并结合挡墙的破坏模式,综合分析得到挡土墙安全评估的敏感性因子和一般因子。将震害范围60%作为挡墙评价的敏感性因子,而一般因子分为两级共10个指标,包括:滑移距离,沉降深度,倾斜角度,裂缝数量,裂缝长度比,开裂深度比,开裂宽度,错动距离,垮塌范围,覆盖范围。最后,采用灰色关联分析与模糊数学理论相结合的方法构建挡土墙震害评估体系,从而变事后处理为事先预防,为灾后恢复重建服务。     

对基坑抗隆起稳定安全系数的改进

基坑的平面形状、尺寸以及围护结构的入土深度都会影响基坑的抗隆起稳定性,但现行规范推荐的抗隆起稳定安全系数算法均不能反映这些因素的综合影响。为解决这一问题,区分不同情况,对基坑底隆起破坏可能的模式做了必要的分类,分别给出了不同破坏模式情况下抗隆起稳定安全系数的计算方法。基于此方法,基坑围护结构的强度、刚度和入土深度都会影响基坑的抗隆起稳定性。计算分析表明,无论是对于排水情况还是不排水情况,狭窄基坑都具有更好的稳定性,而围护结构的入土深度可提高基坑的稳定性。改造后的基坑安全系数使传统算法可以考虑更多因素,为狭窄基坑缩小围护结构入土深度提供了一个理论手段。     

临近地下室外墙影响下的挡土墙空间土压力研究

目前关于临近地下室外墙影响的挡土墙空间土压力的计算理论的研究还比较少,原有的平面应变条件下的理论不能满足挡土墙的长高比B/H较小时的挡土墙土压力计算要求。通过将土拱效应原理引入顾慰慈[8]建立的空间土压力计算模型,建立了考虑土拱效应的临近地下室外墙影响的空间土压力计算模型,根据挡土墙和地下室外墙的间距与土体破裂面状态的关系将该模型分为3种情况,并将各模型划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个区域,通过在各个区域内取水平微分单元体,建立各微分单元体的水平和竖向静力平衡方程,推导出了各区相应的挡土墙空间主动土压力计算公式,该公式可以计算出墙背任意位置的主动土压力;并提出了空间土压力合力及其合力作用点的计算方法。通过算例计算可以直观地看出挡土墙后主动土压力的空间分布,由此可以看出,当空间效应存在时,考虑土拱效应的挡土墙主动土压力沿墙长的分布与平面应变条件时有很大的不同,此时挡土墙两端附近区域的主动土压力远小于平面应变条件下计算出的主动土压力,同时可以看出,考虑空间效应的挡土墙主动土压力合力作用点要比平面应变条件下的位置要高,挡土墙长高比B/H越小,空间效应对主动土压力沿墙长的分布和主动土压力合力作用点位置的影响越大。     

对计算复合土钉支护整体稳定性的圆弧滑动法的改进

对计算复合土钉支护整体稳定性的圆弧滑动法进行的改进，一是考虑到滑裂面不再是一个完整的圆弧，滑动区和坑底的圆弧不具有相同的圆心和半径；二是考虑到基坑土层初始应力的影响。根据该思想计算了大量实例，并且将其与未改进的方法做比较，得出使用改进方法的稳定系数下限值。     

基于GeoStudio的边坡稳定性分析及支护方案选择的理论探讨

本文选择大连市中山区长利巷地区的边坡,通过现场采取岩土样,进行室内试验得出各地层力学物理参数,对边坡进行稳定性分析。针对目前所拥有的模拟软件与方法,分析并筛选出适合该边坡的模拟软件。利用GeoStudio软件建模、模拟,使用Morgenstern-Price方法进行计算,通过分析得到计算结果,该边坡的安全安全系数为1. 127,认为其属于不稳定边坡。对于不稳定边坡,本文对主流的边坡支护方法进行分析筛选,拟采用扶壁式挡土墙支护方案对其进行预防。根据规范设计挡土墙尺寸,并对该挡土墙进行抗倾覆抗滑移验算,得出的验算安全系数满足规范要求,由此可得知该支护方案方法合理,技术可行。     

强震作用下核安全级反倾层状软岩高陡边坡组合支挡结构抗震性能研究与加固效果评价

比较了不同行业抗震设计规范中边坡地震影响系数和动态放大系数的取值方法,综述国内核电厂高边坡案例的研究进展。以某工程核安全级反倾层状软岩高陡边坡为例,探讨应用多种方法综合分析其在不同地震作用下的动态放大效应、支挡结构抗震性能和加固效果的分析思路。首先,基于典型二维计算剖面,采用拟静力法进行边坡的初步加固设计;然后,基于大型振动台试验和数值计算,研究了不同地震作用下软岩高边坡加速度动力放大效应、支挡结构的抗震性能;最后,通过现场工程监测评价边坡的加固效果。研究结果表明,在强震作用下,核安全边坡按其他行业规范中的抗震参数取值方法进行设计是可行的,通过振动台和数值分析验证边坡整体是稳定的,支挡结构抗震性能良好,该研究思路和方法是合理可行的,并能节约大量工程投资。研究成果可丰富核安全级软岩高陡边坡研究理论与方法,并为核安全级软岩高陡边坡抗震安全评价和工程设计提供技术支持。