静止土压力系数研究

静止土压力系数是岩土工程中一个非常重要的参数。探讨了静止土压力系数与土体物理力学指标关系、分析了现有静止土压力系数的确定方法和影响准确确定静止土压力系数的一些因素 ,对静止土压力系数确定方法及其选取提出了一些建议     

静止土压力系数探究

静止土压力系数是岩土工程领域中一个至关重要的参数,是确定水平场地的应力状态和计算静止土压力的基础。但目前对静止土压力系数的研究还不够。对自然堆积而成处于临界状态的砂堆内应力状态进行分析,推导出自然固结土的静止土压力系数的理论表达式,并与砂性土静止土压力系数表达式k0 =0.95-sin?和黏性土静止土压力系数表达式k0 = 1-sin?进行对比,结果表明,推导的静止土压力公式与砂性土常用表达式非常吻合,与黏性土常用表达式存在一定偏差。文中给出的静止土压力系数公式和推导,较为科学合理地阐述了常用静止土压力系数的由来,有效弥补了当前这块研究的空白,为静止土压力系数的室内、现场试验和经验公式的推导提供了理论支撑,起到了一定的推进作用。     

基于离散元法的静止土压力系数分析

采用三维离散元法（DEM）对不同初始孔隙比的粒状土进行一维压缩 试验模拟。对比了传统定义静止土压力系数 以及增量型定义静止土压力系数 ,分析了静止土压力系数的影响因素（初始应力状态、初始孔隙比和应力历史）,检验了Jaky公式及Mayne和Kulhawy公式的适用性。结果表明,对于初始等向围压试样,随着竖向压力的增大, 减小,则 先增大到峰值后再减小;对于初始 状态试样, 、 随着竖向压力的增大均减小。 、 分别在竖向压力达到初始等向围压6～10倍及4倍左右达到稳定值,即真实的 值; 、 随孔隙比减小而明显减小。应力历史对 有显著影响,对于相同应力状态的加载和卸载阶段 差别很大。Jaky公式及Mayne和Kulhawy公式计算结果与数值模拟结果有一定差 异,采用峰值摩擦角比采用残余摩擦角的公式计算结果更接近数值模拟结果。     

黄河冲积层静止土压力系数原位测定与分析

静止土压力系数K0与其他物理力学性质相互制约,变化特征复杂,加之试验条件、理论假设条件不同,表达形式多样,结果迥异。依托济南地铁工程勘察,采用原位土体水平压力测定仪（KSB）对济南西北部黄河厚冲积层现场测试,将测试结果与原位旁压试验、室内侧压力仪K0试验结果,以及考虑黏性土内摩擦角、塑性指数的K0计算公式进行对比,分析表明：KSB测试结果以指数形式插值推算原位静止土压力系数更优;20 m深度范围内黄河冲积层黏性土可近似为正常固结饱和状态,K0介于0.4～0.7之间并随埋深减小,而Jaky公式计算值偏高,室内土工试验K0值偏低;以固结快剪内摩擦角 或等效内摩擦角 修正Jaky公式的计算结果更接近KSB实测值。     

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

确定静止土压力系数在土压力计算中非常重要,但是粗颗粒土的静止土压力系数非线性特征长期被忽视,专门研究其非线性特征具有重要现实意义。为弥补粗粒土K₀非线性研究的不足,分析了粗颗粒土的静止土压力系数非线性特征。基于邓肯-张模型的应力-应变增量关系,引入邓肯-张模型参数,建立了静止土压力系数数学公式。同时,提出了粗颗粒土静止土压力系数非线性计算方法,并对公式参数敏感性进行了分析。基于K₀试验数据和数值试验结果,对粗颗粒土静止土压力系数非线性计算方法进行了应用分析。应用结果表明:K₀预测值与K₀实测值吻合,所提出的非线性K₀计算方法可用于粗颗粒土K₀计算。通过与Jaky公式的结果的对比分析,讨论了初始应力条件对粗颗粒土静止土压力系数非线性计算结果的影响。该研究成果有助于加深对土体静止土压力系数非线性的理解,并为粗颗粒土静止土压力系数计算提供参考。     

应力状态对粗颗粒土静止侧压力系数影响试验研究

土体静止侧压力系数K0随应力状态的变化规律对深入把握其力学性质非常重要。然而,由于适用于粗粒土K0试验仪器及方法较少,对粗粒土K0随应力状态变化规律的研究几乎是空白的。为研究加载和卸载过程中粗颗粒土静止侧压力系数K0随应力状态的变化规律,利用新近研制的大型K0试验仪对某砂卵砾石料和堆石料进行了不同应力状态下的K0试验。K0试验结果表明：颗粒形态、应力状态、级配都对粗粒土K0有一定影响,其中应力状态影响最为明显;加、卸载时粗粒土K0随竖向应力增大呈减小的趋势。通过对K0试验结果进行深入分析,提出了粗颗粒土在加载过程中K0与竖向应力的关系式,并进行了验证。在此式基础上,基于前人总结所得K0与OCR的关系式,总结了一个反映任意固结状态下粗颗粒土K0随应力状态变化的关系式。     

多级重力式挡土墙土压力分布试验研究

对某高填方路基挡土墙的现场实测水平土压力数据进行了分析,研究表明:该挡墙墙后土压力呈曲线分布,类似字母"R",土压力最大值出现在挡墙底部,而下部的值略小于底部值,最小值出现在挡墙中部。在本级挡墙施工时,墙后第1、2层土压力值接近静止土压力值,大于主动土压力值,第3、4层土压力值小于主动土压力值;在其上若干级挡墙或边坡施工时墙后各点土压力值均小于主动土压力值,即随着填土深度的变化挡墙后各点的土压力系数是在不断变动着的,土压力系数与土压力数值大小的变化规律一致。同时,土压力作用点介于(0.4～0.5)H,且随填土深度增加作用点位置上移;每级挡土墙之间的平台宽度越小,上级挡土墙对下级挡土墙的影响就越大,土压力作用点就越高。研究结论对高填方多级挡土墙的设计具有理论指导意义。     

高填方输煤暗道周边土压力试验研究

高填方暗道在西部沟壑地区得到越来越广泛的应用,但有关高填方暗道周边土压力分布的计算尚不十分清楚,需要进一步研究。通过对山西平朔东露天煤矿输煤暗道周边土压力现场测试资料分析,得出了高填方输煤暗道周边土压力分布和变化规律,对暗道周边的应力状态有了更为清晰地了解。试验结果表明,高填方暗道结构顶部存在竖向土压力集中现象,高填方暗道侧部竖向土压力分布呈现如下规律：当填土高度较低时,土压力随填土高度增加较快;当填土高度较大时变化缓慢。高填方暗道竖向土压力计算时,当填土高度较低时,宜采用土柱法;填土高度较大时宜选用顾安全公式法。与暗道结构相比,公路桥涵与地下埋管尺寸和刚度较大,建议计算侧向土压力系数采用静止土压力系数。     

基于扁铲侧胀试验计算黏性土的超固结比与静止土压力系数

依托广州地铁18号线横沥站—番禺广场站区间岩土工程勘察项目,通过数值模拟方法进行扁铲侧胀探头贯入土体的三维有限元模拟,采用总应力法进行分析,尝试研究侧胀水平应力指数KD与静止土压力系数k0、超固结比OCR的相互关系,提出了适用于黏性土的静止土压力系数k0、超固结比OCR的计算公式,并将计算结果与现场实测数据进行比较。研究表明：使用弹塑性本构模型并遵循最大切应力失效准则的总应力分析方法可以很好地模拟扁铲侧胀的贯入过程,经验公式获得的计算结果与现场数据及室内试验结果具有良好的一致性。     

超固结软黏土的静止土压力系数与不排水抗剪强度

通过应力路径三轴试验对不同超固结比下饱和软黏土的K_0系数及K_0超固结软土的抗剪强度进行了研究,提出了超固结软土的K_0系数计算公式,基于各向异性屈服准则推导了K_0超固结软黏土的不排水抗剪强度,并与试验结果对比证明了计算公式的有效性。分析表明,常用的Mayne-Kulhawy K_0系数计算公式过高地估算较大超固结比OCR时的K_0系数,同时所提出的K_0超固结软黏土不排水抗剪强度公式通过考虑土体K_0系数随OCR的变化,避免了假设以有效上覆压力表示的回弹线斜率为常数所存在的问题。通过与试验结果对比表明,该公式能较好地预测K_0超固结土体的不排水抗剪强度。     

含盐土导热系数的试验研究

室内试验表明, 含盐土的导热系数与其含盐成分(盐类)及含量有很大的关系. 同类土在含水量和干容重相同时, 在同一正温条件下粘土和砂土的导热系数是随氯化钠盐含量的增加而增大, 随硫酸钠盐含量的增加而减小; 在同一负温条件下, 无论何种土和含何种盐其导热系数均随含盐量的增加而减小, 含盐砂土和含硫酸钠盐土减小幅度显著. 硫酸钠盐土在含盐量相同时, 导热系数在负温区随温度升高而减小, 在正温区随温度升高而增大; 硫酸钠盐土在含盐量和温度相同时, 其导热系数随含水量的增加而增大.     

粘性土被动土压力系数计算方法探讨

粘性土的被动土压力系数是基坑支护设计中倍受岩土工程师关注的问题。作者先后总结出三种计算被动土压力系数的方法。为讨论不同计算方法对四类土的适用性，选用计算土层厚度为8m来计算每种土的被动土压力强度，其结果是对于软土而言三种方法计算的结果较相近，因而用任意一种方法都可以；对湿陷性黄土用等值内摩角法更有利于发挥土的强度；而对于超固结土趋于用库仑法；对于正常固结土来说用朗肯法更恰当。     

深土地压及对冻结壁厚度的影响

在对深厚表土中地压计算公式总结的基础上,根据冻结凿井的施工力学行为过程探讨了深厚表土中地压特点;通过深部重塑土的高压Ko固结水平加（卸）荷试验,获得了挤压（松弛）应力Ps与水平挤压（松弛）位移占之间的关系式,并进一步分析了忽略挤压（松弛）应力Ps造成的深土地压及冻结壁厚度的计算误差;对深厚表土的地压应根据冻结凿井施工过程确定,以避免重大工程事故。     

锚杆静压桩最终压桩力在砂性土中设计值探讨

锚杆静压桩托换技术施工采用分节压桩,整桩压入时压力不连续,区别于中长预制桩的压桩方式。压桩力受地层影响较为明显。特别是粘性土与砂性土中压桩,最终压桩力的大小有明显区别。在无试桩结果条件下,正确采用最终压桩力,是设计部门较为关心的问题,关系到是否满足单桩设计要求的问题。通过实例,依据基桩静荷载测试成果、小应变动测资料,对在砂性土中锚杆静压桩最终压桩力与设计单桩承载力值的关系,进行分析探讨,并在理论上作了粗浅的定性分析,本文在实际应用中,可作为取用或调整Kp值的依据。     

钻压水动力增效装置试验研究

在复杂地质条件下进行钻探或处理事故时,常有需要增加钻压的情况。而所选钻机其所能产生的轴向压力是一定的。因此,在钻机选定后如何增加钻压的问题是个非常重要的问题,有时是一个非常急迫的问题。乌克兰国立矿业大学的专家们利用水力动力学原理研制出了一种新型钻压水动力增效装置,可以解决上述问题,值得借鉴。介绍了这种钻压水动力增效装置（ГУОН）的工作原理及其技术性能指标,并通过试验结果与理论计算结果进行了对比。     

黏性土中静压桩沉桩过程现场试验及桩土界面桩侧土压力分析

为了揭示黏性土中静压桩贯入过程中桩土界面桩侧土压力的受力特性,依托山东东营某桩工程开展了现场足尺试验,得到了静压桩沉桩过程中桩土界面桩侧土压力随贯入深度的变化规律,分析了贯入过程中不同土层桩侧土压力的分布特性,明确了桩侧土压力在沉桩过程中存在明显的退化效应,探讨了桩土界面桩侧土压力与桩侧上覆土体竖向土压力的比值关系。结果表明：桩土界面桩侧土压力与土层性质密切相关;随着传感器贯入深度的逐渐增加,桩侧土压力逐渐增大,并且增大幅度随土层的不同而不同;在同一贯入深度处,桩土界面桩侧土压力存在明显的退化现象,粉土中的退化幅度明显小于粉质黏土中的退化幅度;同一土层中桩土界面桩侧土压力与桩侧上覆土体竖向土压力的比值为常数,并且粉土中的比值明显大于粉质黏土中的比值。     

New Approach for Estimation of Static and Seismic Active Earth Pressure

To estimate static and seismic active earth pressure (P_ad) on a rigid retaining wall, numerical analyses using different step sizes have been carried out in this paper, based on the modified Culmann line method by considering Coulomb’s planar rupture surface. Equivalent pseudo-static seismic forces are considered in the analysis. A new concept of modified unit weight by considering ground surcharge is introduced under static and seismic conditions. By numerical analysis, area of soil (A) has been estimated to obtain the ratio of A/A₀ where A₀ is θh², θ is the angle between retaining structure and ground surface and h is the vertical height of the wall. This ratio remains constant for a particular type of soil and has been used to estimate the maximum active earth pressure using force diagram. Results are provided in tabular form for easy calculation of the coefficient of static and seismic active earth pressure. Present results by considering the new technique, compares well with the results obtained by earlier researchers.     

挡土墙主动土压力分布研究

基于极限平衡理论,利用单元分层法分别讨论了墙后无开挖回填和有开挖回填不同工况条件下的挡土墙土压力分布形式,推导出不同工况条件下的主动土压力强度及主动土压力系数理论公式。结果表明,墙后无开挖回填工况条件下墙背主动土压力沿墙高成线性分布;墙后有开挖回填工况条件下墙背土压力沿墙高成非线性分布。     

流变土体地基的水平基床系数

通过对流变土体模型、基坑内力和变形情况进行分析 ,建立了流变土体地区水平基床系数与时间的关系式 ,并结合工程实例 ,对水平基床系数随时间的变化情况进行了分析 ,提出了流变土体地区水平基床系数的一般变化规律。     

高填土下刚性结构物竖向土压力减荷方法

提出在结构物顶部填筑聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）来减轻上埋式结构物土压力的方法。利用数值分析的手段给出了采用该法后结构物周边上压力的变化，及可供设计参考的土压力计算值。