挡土墙发生位移情况下的土压力计算

挡土墙在发生变形位移情况下的土压力计算在工程设计中有着重要的意义,而目前的理论不能对这一情况进行分析计算。在分析土压力随墙体位移变化而变化的规律的基础上,建立了能反映主动土压力和被动土压力的统一的考虑墙体位移的模型,并进行了研究分析,深化了对挡墙土压力的认识。     

包裹式土工格栅加筋土挡墙水平位移研究

包裹式土工格栅加筋土挡墙在工程中的设计分析仍采用基于极限平衡理论的锚固楔体法,而没有考虑在达到极限平衡之前加筋土挡墙所发生的变形发展和积累过程。加筋土挡墙面板的水平位移是墙体内外部稳定的重要体现。通过采用有限元数值方法,分析了不同工程因素对包裹式土工格栅加筋土挡墙面板处工后水平位移的影响,分析结果表明,FEM计算值和实测值接近,说明了有限元计算分析的适用性;包裹式土工格栅加筋土挡墙面板处的工后水平位移呈由下向上增大趋势;拉筋刚度、长度、竖向间距对水平位移具有明显的影响并应选择适宜数值,以实现加筋土挡墙的良好工程性能;挡墙墙顶处外荷载大小及位置对水平位移具有相应影响,位于加筋区外的外荷载对墙面水平位移影响不明显。     

瀑布沟大坝心墙拱效应分析

在总结前人提出的拱效应系数基础上,对拱效应系数的公式进行了改进,认为拱效应系数应该是实测土压力与上覆土压力和孔隙水压力之和的比值。结合瀑布沟大坝监测资料,用改进的拱效应系数计算公式对大坝心墙拱效应进行计算,并对心墙内拱效应进行动态分析。在施工期,施工工艺是影响大坝心墙拱效应系数的主要因素,填土在仪器埋设以上0～20 m时,拱效应系数较大,随着填土的增加拱效应系数减小,施工期坝体内应力分布在蓄水初期起决定性作用。在蓄水期,心墙上游侧拱效应系数与水位变化呈反相关联,拱效应系数比下游同高程和0+001 m处大;0+001 m处拱效应系数与水位变化呈正相关联,且此处拱效应系数最小;心墙下游处拱效应系数与水位变化呈正关联的关系,在心墙与基岩接触处拱效应系数大于100%。产生这种规律的原因主要有湿化、渗流、水力劈裂作用,三者共同影响,从而导致心墙内应力发生变化。     

考虑位移的柔性挡墙上土压力计算

针对地下连续墙等柔性挡土结构, 根据土体的渐进破坏机制,建立了非极限状态下改进的库仑土压力公式,并推导了填土内摩擦角及墙土接触面上外摩擦角的发挥与土体位移的非线性关系。将这一公式运用到改进的弹性抗力法中,得到了一种新的考虑位移的柔性挡墙上土压力计算方法。算例分析表明,模型板上土压力计算值和试验实测值吻合得较好。该计算方法可用于柔性挡墙的设计及验算。     

土钉支护中土钉力和位移的计算问题

土钉支护是一种比较经济的支护方式,工程实践中已广泛应用,但其设计理论则相对缺乏。针对目前土钉支护设计中存在的主要问题,即土钉力和土钉支护位移的计算分析,以工程实测资料为背景,根据侧壁主动土压力与总土钉力相等的原则,考虑施工过程的影响和增量法的思想,提出了基于经验和理论相结合的土钉力计算公式。按照弹性力学理论,对由于土的开挖引起支护的土体侧移提出了简易的位移计算公式。通过工程实测检验了公式的正确性。这些计算公式简便,其结果较符合实际,较好地解决了土钉支护设计的主要问题,可为工程设计提供参考。     

挡土墙主动土压力分布与侧压力系数

采用库仑土压力理论的假设：挡土墙土压力是由墙后填土在极限平衡状态下出现的滑动楔体产生,在该滑动楔体上沿竖向取水平薄层作为微分单元体,通过作用在单元体上的水平力、竖向力和力矩平衡条件,建立挡土墙上土压力强度的一阶微分方程式,给出了土侧压力系数、土压力强度、土压力合力和土压力合力作用点高度的理论公式,并分析了填土内摩擦角和墙背摩擦角对土侧压力系数、土压力强度、土压力合力、土压力合力作用点和墙底抗倾稳定性的影响。     

重力式挡土墙地震旋转位移下的屈服加速度

旋转位移假设下,将挡土墙和填土看成一个系统,建立挡土墙在地震作用下的旋转破坏模式,应用极限分析上限法推导了系统外力功率和耗散功率,得到了水平屈服加速度系数的理论计算公式,并采用MATLAB语言进行数值求解,获得了破裂角和水平屈服加速度系数的数值解。计算公式考虑了填土与墙体接触面上的黏聚力、墙和填土的摩擦角、竖向地震加速度系数、填土黏聚力、填土内摩擦角等对水平屈服加速度系数的影响。研究结果表明：填土与墙体接触面上的黏聚力、墙和填土的摩擦角和竖向地震作用对水平屈服加速度系数的影响显著,在实际工程设计中需合理取值以达到安全经济的目的。     

关于水泥搅拌桩挡墙水平位移的分析与控制

水平位移是水泥土挡墙经常出现的失稳现象之一。本文针对水平位移的发生机制进行了探讨,并给出了符合实际的计算方法。同时,也提出了一些控制水平位移的措施。     

The effect of interface properties on retaining wall behaviour

A series of finite element analyses have been undertaken to investigate the effects of interface properties on the behaviour of a vertical retaining wall and the deformation of the ground around it. The boundary between a rigid embedded wall and the soil is modelled with zero thickness interface elements. Uniform translation of the wall has been studied. The analyses show the predicted limiting active and passive pressure on the wall are dependent on the maximum wall friction angle and are in reasonable agreement with accepted approximate analytical solutions. The limiting pressure is independent of the stiffness and dilation properties of the interface elements. The dilation properties of the interface have a significant effect on the ground surface deformation around the wall. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

任意位移模式刚性挡土墙土压力研究

改进了水平层分析法,用于计算任意位移模式的土压力分布。对不同位移模式下水平微分单元进行受力分析,认为位移模式只影响了层间等效内摩擦角。根据前人提出的内摩擦角逐渐发挥的概念,将层间等效内摩擦角与挡土墙位移模式联系起来,并应用到水平层分析法中,实现了能够定量反映位移模式的土压力计算方法。分析表明：随位移模式变化,土压力合力大小始终保持不变且与库仑理论计算结果相一致,土压力分布和合力作用点则变化显著。试验数据验证了方法的合理性和可靠性。研究成果可供刚性挡土墙土压力计算参考     

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。     

地震作用下挡土墙主动土压力及转动位移分析

分析地震引起的挡土墙位移及墙后土压力,对于评估挡土墙可靠性具有重要意义。基于拟动力法,考虑时效、地震波传播的相位差、超载、墙背摩擦角、填土黏聚力以及填土开裂等影响,建立地震作用下挡土墙主动土压力计算模型,获得挡土墙绕墙趾转动模式下主动土压力大小、分布形式及作用点高度。同时,考虑挡土墙本身受地震荷载作用的影响,求出挡土墙绕墙趾的转动位移。通过与Mononobe-Okabe法对比可知,文中获得的主动土压力值与Mononobe-Okabe法接近,但Mononobe-Okabe法低估了主动土压力作用点高度,表明采用Mononobe-Okabe法设计存在风险。通过算例分析了地震系数、墙背摩擦系数、超载大小、时间、填土黏聚力和内摩擦角对挡土墙转动位移的影响。     

平移模式下挡墙塑性临界深度极限分析

土压力的分布及大小与挡墙的位移模式密切相关。挡墙后的填土处于主动土压力状态时,塑性临界深度是设计时需要考虑的问题。应用极限分析上限原理,将弹性覆盖层以下且与挡墙相邻的三角形土体微元作为研究对象。推导了外力功率和内能耗散功率,得到了挡墙在平移模式下塑性临界深度的计算公式,推导过程中考虑了挡墙位移方向效应。研究结果表明:朗肯等理论计算结果是推荐方法的一个特例。塑性临界深度随挡墙位移方向与水平面之间夹角、墙-土界面黏聚力和摩擦角以及填土黏聚力和内摩擦角的增大而增大。但当挡墙位移方向水平时,塑性临界深度与墙-土界面摩擦角无关。     

重力式水泥搅拌桩挡墙在深基坑支护工程中的应用研究

本文从水泥搅拌桩与软土之间的物理化学反应过程以及水泥搅拌桩的力学特性两方面,分析了重力式水泥搅拌桩支护技术的作用机理,归纳分析了重力式水泥搅拌桩挡土墙的设计方法和施工技术特点。结合工程实例,对重力式水泥搅拌桩挡土墙的土压力计算、墙体稳定性验算等方面进行了探讨,对比分析了公式计算与电算结果,同时体会到深基坑支护工程除了优化设计外,采用信息化施工,对工程进行监测,及时反馈信息指导施工是工程成功的关键之一。实例表明无支撑重力式水泥搅拌桩挡墙作为7m以内基坑的围护结构具有显著的优越性,值得推广运用。     

考虑挡墙位移非线性影响的土压力计算模型

针对传统土压力理论不能考虑挡墙位移对土压力计算影响的事实,建立了一个能考虑挡墙位移非线性影响的土压力计算模型,并讨论了模型中参数的影响和计算方法。离心模型试验表明,应用提出的模型的计算成果与试验实测值符合,该模型能较准确地考虑挡墙位移对土压力的非线性影响,从而为基坑开挖中的土压力计算提供了一种新的计算方法。     

基坑内土体加固对悬臂式支护结构的影响分析

在软土地区采用悬臂式支护结构易造成基坑侧向位移过大,工程中常采用坑底加固措施达到减少侧向位移的目的。为了得到坑底加固土体对围护结构的影响规律,首先以弹性地基梁法为基础建立了基坑的有限元模型,利用该模型分析了坑内土体的加固深度及程度对悬臂式围护结构变形及内力的影响。结果表明,悬臂式围护结构的位移随加固深度及程度的增大而减小,而且还存在着临界加固深度及程度;悬臂式围护结构的内力受加固深度及程度的影响较小。因此,合理地确定坑内土体的加固深度及程度既能保证基坑安全,又能够节省工程造价。     

考虑空间效应和土体粘聚力的短墙土压力分析

由于一些挡土结构的长高比较小，墙后土体两侧受到约束。对该类短墙上土压力的空间效应进行分析，考虑了土体的粘聚力和土与挡墙之间的粘着力。通过分析说明，土体空间约束后，土压力远小于经典的平面土压力，有利于短挡土墙的经济合理设计。     

失稳挡墙加固中锚喷力学分析及数值模拟

锚固是岩土工程领域的重要加固技术手段,而喷射混凝土与锚固工程往往是共存的,合理的喷层厚度及锚固参数十分重要。按照弹性力学中的薄板弯曲理论,从喷层与锚杆的相互作用分析出发,认为钢筋网在喷射混凝土断面上呈S形分布是最合理的布置方式。结合工程实例,采用有限差分FLAC数值模拟方法,研究喷射混凝土技术在失稳加筋土挡土墙加固中的力学机制和应用效果,认为喷射混凝土可使锚杆间的墙体表面自由变形得到有效抑制、墙趾浅表面塑性区减少、锚杆预应力损失降低、加固效果得以改善;并对喷层厚度对加固效果的影响进行了详细分析,认为合理的混凝土厚度应考虑其具备柔中有刚、刚柔并举的力学属性,所得结论对锚喷加固工程中喷层厚度的确定具有指导意义。     

Discrete element analysis for active and passive pressure distribution on retaining wall

Analysis based on Discrete Element Method (DEM) is presented for active and passive earth pressure distribution behind a retaining wall under different modes of wall movement. Soil mass in the present model is treated as comprising of blocks which are connected by elasto-plastic Winkler-springs. The solution of this method satisfies all equilibrium and compatibility conditions. Formulation of the method is briefly reviewed. Examples are shown to demonstrate the applicability of the method for analyses of earth pressure behind a gravity retaining wall. The DEM can be used to study the sliding patterns of backfill blocks which effect the earth pressure distribution behind the wall. Advantages of this method over the conventional limit equilibrium method are also discussed.