重力式挡土墙抗滑稳定容许安全系数取值标准初探

我国水工挡土墙设计规范中规定稳定性验算采用以安全系数为度量指标,给定的安全系数允许值范围在1.20～1.35之间,低于国外规范的取值。采用可靠度分析方法,建立目标可靠指标与安全系数之间的定量关系。通过分析计算确认安全系数满足对数正态分布。对一个目标可靠指标为3.2的特例获得其安全系数在1.43～1.55之间的结论。根据前期提出的相对安全率指标判据提出了安全系数满足对数正态条件下的计算公式。使用这一判据,论证了将这一特例扩展到不同墙体几何参数和强度指标参数情况时这一可靠指标和安全系数关系的普遍适用性。提出的安全系数取值标定方法和相应成果可供规范修订工作参考。     

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。     

重力式挡土墙设计经验谈

对库仑、朗肯土压力理论和《建筑地基基础设计规范ＧＢＪ７－８９》附录１０－“挡土墙主动土压力系数Ｋａ”提出一些看法,提出了粘性土主动土压力计算方法的改进;还提出了以抗滑移稳定为条件决定挡土墙截面的新方法和抗倾覆稳定验算的公式,并阐明墙身强度和地基应力的验算,举例说明一般重力式挡土墙的计算。     

重力式挡土墙质量检测与安全评估方法

重力式挡土墙以其构造简单,取材方便,工程造价经济等诸多优点被广泛应用于建筑、交通等领域,而如何鉴定挡土墙的综合质量是挡土墙检测的主要问题。通过参考大量的工程实例和工程经验,针对挡土墙检测过程中提出了一套合理的、科学的检测步骤和检测方法,并结合挡土墙的稳定性验算和安全验算,对检测数据进行系统的分类和评估,最后得到了一套针对挡土墙综合质量的安全评估标准,将挡土墙的综合质量进行评级,以便科学地指导工程加固。     

格构型重力式挡土墙的有限元分析

利用二维非线性有限元方法,模拟格构型重力式挡土墙的施工过程,研究挡土墙的应力变形分布,分析比较了各部件尺寸对墙体应力、变形和稳定的影响.     

重力式挡土墙设计经验谈（续前）

5 地基应力验算 挡土墙地基应力,一般仍按照材料力学的弹性理论公式进行计算,公式为:     

重力式挡土墙截面的优化研究

以重力式挡土墙截面面积为目标函数,以抗滑移和抗倾覆稳定性、基底应力及相关构造要求为约束条件,建立了其数学模型。借助Matlab的模式搜索工具对挡土墙截面面积进行优化计算,在验证其结果正确的基础上,与已有文献计算结果进行了比较,结果表明,模式搜索算法具有较强的寻优能力,实现了对挡土墙截面的优化计算,优化效果是显著的,可推广应用于工程设计。     

重力式挡土墙的截面优化设计研究

以重力式挡土墙的截面面积为目标函数,以满足挡墙稳定条件和地基承载力条件为约束,将挡土墙最优截面尺寸的选取问题转化为一个带约束的非线性最优化问题,用乘子法求解,编制了相应的计算程序。基于该计算程序选取不同参数进行计算比较,分析了不同参数取值对最优截面面积的影响。通过一个工程实例的应用,验证了其优化成果是可观的。     

基于广义可靠指标相对安全率的岩土工程设计安全判据

相对安全率为建立确定性设计和可靠度设计安全判据的定量关系以及验证安全判据的普适性提供了有效工具。然而,目前相对安全率准则仅适用于岩土工程结构响应(如挡土墙抗滑稳定安全系数F_S)服从正态或对数正态分布的工况。基于F_S的累计概率分布函数提出了广义可靠指标相对安全率,适用于F_S服从任意概率分布的设计工况,克服了现有可靠指标相对安全率仅适用于正态和对数正态分布的局限,拓宽了相对安全率准则的应用范围。基于所提广义可靠指标相对安全率,证明了F_S服从正态或对数正态分布条件下安全系数相对安全率和可靠指标相对安全率相等是确定性设计和可靠度设计安全判据等价(两种方法对应的设计可行域相同)的充分条件,F_S服从任意概率分布条件下安全系数相对安全率和广义可靠指标相对安全率相等是确定性设计和可靠度设计安全判据等价的充分条件。通过重力式挡土墙抗滑稳定算例,说明了基于广义可靠指标相对安全率标定抗滑稳定允许安全系数的过程,比较了广义可靠指标相对安全率与可靠指标相对安全率的标定结果,验证了基于广义可靠指标相对安全率标定安全判据的合理性。     

Comparison of the pseudo-static and dynamic behaviour of gravity retaining walls

Summary Pseudo-static and dynamic non-linear finite element analyses have been performed to assess the dynamic behaviour of gravity retaining walls subjected to horizontal earthquake loading. In the pseudo-static analysis, the peak ground acceleration is converted into a pseudo-static inertia force and applied as a horizontal incremental gravity load. In the dynamic analysis, an actual measured earthquake acceleration time history has been scaled to provide peak ground acceleration values of 0.1 g and 0.3 g. Good agreement is obtained between the pseudo-static analysis and analytical methods for the calculation of the active coefficient of earth pressure. However, the results from the dynamic analysis require careful interpretation. In the pseudo-static analysis, the increase in the point of application of the resultant active force with the horizontal earthquake coefficient k _h from the one-third point to the mid-height of the wall is clearly observed. In the dynamic analysis, the variation in the point of application is shown to be a function of the type of wall deformation. Both finite element analyses indicate the importance of determining the magnitude of the predicted displacements when assessing the behaviour of the wall to seismic loading.     

Finite element reliability analysis of reinforced retaining walls

This paper presents the reliability analysis of reinforced retaining wall using finite element method. Response surface approach is used to approximate the performance function and a first-order reliability method (FORM) is used to evaluate the reliability index. In the analysis, displacement response of the reinforced retaining wall is considered as performance function and the corresponding reliability index is evaluated with the aid of a spreadsheet. Uncertainties associated with the soil and reinforcement properties are explicitly taken into account in the analysis. A parametric sensitivity analysis has been performed to bring out the effect of important uncertain parameters by evaluating the sensitivity of the reliability index with respect to each of the uncertain parameters. Results of the response surface method coupled with finite element analysis show the ease and successful implementation of the reliability analysis procedure for the reinforced retaining walls.     

上海规范重力式围护墙稳定性若干问题探讨

重力式围护墙是软土地区常用的基坑支护形式,目前关于重力式围护墙的可靠度分析还不够完善,各因素对稳定性的影响机制等也存在一些疑问。以收集到的上海地区重力式围护墙实际工程为例进行可靠度分析,对水泥土重力式围护墙稳定性分析中的相关问题进行了探讨。分析结果表明,上海地区实际工程的设计安全水准通常高于规范规定值,其中水平滑动多为重力式围护工程稳定性验算的控制失效模式;通过提高插入比和墙体宽度可改善水泥土重力式围护基坑的抗倾覆、抗水平滑动稳定性的安全状态;对于整体稳定性,提高插入比较有效,墙体宽度的变化对其影响不敏感。     

重力式加筋土挡墙的工作性能和土压力计算

“重力式加筋土挡墙”在实际工程中已有不少应用,但由于缺乏对其工作性能的系统研究,目前我国相关规范尚无其设计方法,实际工程中一般根据经验设计,缺乏理论依据。采用FLAC2D程序,模拟一个施工顺序为“先筑墙,后填加筋土”的重力式加筋土挡墙,分墙后填土到墙顶和墙顶堆载完成两个阶段,分析加筋土工格栅对挡墙的水平位移和墙后填土的水平位移、水平应力的影响;土工格栅拉力及拉应变随墙后填土和墙顶堆载的变化。在此基础上,对采用“先筑墙,后填加筋土”工序的重力式加筋土挡墙墙后土压力的计算方法提出了初步建议     

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。     

水泥土支护体稳定的可靠度分析

以土层剪切强度指标为基本变量, 对水泥土支护体稳定性设计内容建立了可靠度分析方法, 依据上海软土地区 21 例地质资料, 利用一次二阶矩验算点法( JC 法)对有关的失效模式进行了可靠度指标的核算与分析, 探讨了基本变量的敏感性。     

L型挡土墙滑裂面确定方法与地震稳定性分析

提出了L型挡土墙两种破坏模式,即长踵板式和短踵板式,且破坏模式受几何参数和物理力学参数影响。研究了两种破坏模式下L型挡土墙滑裂面确定方法和地震稳定性问题,界定了两种破坏模式的临界条件。考虑第二、第三滑裂面产生条件,应用极限分析运动学原理,建立地震荷载作用下L型挡土墙临界状态方程,推导出地震加速度系数表达式。根据极值原理,给出最优解,从而计算得到临界屈服加速度系数及其对应的滑裂面倾角。通过算例分析可知：临界屈服加速度系数小于M-O公式法,长踵板式L型挡土墙滑裂面倾角与坦墙判别公式结果相同,且滑裂面之间的夹角等于90o-φ,即与滑移线场的结论相同。短踵板式L型挡土墙滑裂面夹角近似等于90o-φ。