对“黏性土的非极限主动土压力计算方法研究”的讨论

<正>1引言笔者拜读了发表在《岩土力学》2013年第34卷第1期上的论文"黏性土的非极限主动土压力计算方法研究"[1](以下简称文献[1]),现有以下2点望与文献[1]作者商榷:(1)文献[1]4.1中求解土压力强度时未考虑墙顶张拉裂缝高度的影响,对于黏性土而言,不考虑墙顶张拉裂缝高度的影响是不合适的。(2)文献[1]中未给出主动土压力合力及其作用点高度的求解公式。2计算公式文献[1]给出了土性参数内摩擦角与黏聚力与     

黏性土的非极限主动土压力计算方法研究

经典土压力理论只能计算挡土墙位移达到极限状态时的土压力。为了更贴近工程实际,需要发展非极性土压力理论,但以往的研究仅限于砂土。对于黏性土的非极限主动土压力,在已有成果的基础上,从黏性土的应力莫尔圆出发,推导了介于初始状态和极限主动状态之间的中间状态时,黏性土的内摩擦角? 随墙体位移变化的关系公式;同时考虑了墙土接触面上外摩擦角? 和黏聚力cw的影响,根据黏性土应力莫尔圆的几何关系得到了土体黏聚力c与墙体位移的关系;最后应用水平分层法求得了非极限状态时黏性土的主动土压力计算公式。与模型试验数据的对比分析表明,理论计算值和试验实测值基本吻合。研究表明,计算方法对于计算黏性土在非极限状态时的主动土压力具有一定的理论意义,在实际工程中也具有相应的实用价值。     

黏性土填料下考虑土拱效应的非极限主动土压力计算方法

不论挡土墙填料采用砂性土,还是黏性土,其墙背主动土压力与墙体倾角和位移关系存在较大的联系,因而研究黏性土填料下的非极限主动土压力计算理论具有重要意义。通过应力状态分析给出了非极限状态下考虑土拱效应的侧向主动土压力系数,然后采用水平微分层析法给出了倾斜墙下非极限主动土压力解析解。通过与室内模拟试验及已有理论进行对比,验证了该方法的合理性。最后研究了相关参数包括位移比?,墙土摩擦角与内摩擦角之比? /?,墙体倾角?,黏聚力c等对主动土压力分布及其作用点高度的影响。结果表明：土体由静止状态向极限主动土压力状态发展时,土拱效应的影响会越来越大。随着? /?的不断增大,土压力分布曲线非线性强度会不断增强,土压力合力作用点高度呈上升趋势,并且? /?对土压力的影响会随着位移比? 的增大而增大。随着挡土墙墙背倾斜角度? 的不断增大,土拱效应对非极限主动土压力的影响减小。随着土体填料黏聚力的不断增大,上部张拉裂缝高度也会随之增加,且土压力合力作用点越低。给出的考虑土拱效应的非极限主动土压力计算方法对于丰富挡土墙土压力计算理论具有重要意义。     

对“关于‘对库仑土压力理论的若干修正’的讨论”的答复

<正>《对库仑土压力理论的若干修正》[1](以下简称原文)一文于2013年7月刊发在《岩土力学》第34卷第7期,得到了李大钟先生的关注,也对本文提出了一些不同看法和观点,这对更好地研究本文涉及的问题和澄清一些理论上的分歧非常有益,在此非常感谢。针对李大钟先生在讨论稿中提出的问题[2](以下简称讨论文),笔者在本文将分别给出答复和解释。(1)关于主动土压力和被动土压力的最大值和最小值的问题讨论文中给出了墙体位移与土压力的关系图,见讨论文图1。尝试将主动土压力、静止土压力和     

对“地震条件下挡土墙主动土压力及其分布的统一解”的讨论

笔者拜读了发表在《岩土力学》2012年第33卷第1期上的"地震条件下挡土墙主动土压力及其分布的统一解"一文[1](以下简称原文)。笔者对原文有几处疑问,望能得到释疑和解答。     

条形荷载下黏性土主动土压力计算

依据库仑土压力理论假设,挡土墙土压力由墙后填土在极限平衡状态下出现滑动楔体产生,推导出考虑滑裂面上填土的黏聚力、墙土间黏聚力、黏性土表面出现张拉裂缝、条形荷载下的黏性土主动土压力计算式,并给出临界破裂角的显式解答。当墙后作用有连续均布荷载或不考虑黏性填土表面出现裂缝时,只需取条形荷载到墙顶的距离或计算的裂缝深度为0即可按相同的方法求解。研究表明,由于未考虑条形荷载对临界破裂角的影响,规范方法得到土压力值偏小。该公式适用范围广,尤其对于条形荷载作用墙后任意位置时均可应用,对实际工程中挡土墙的设计计算具有一定应用价值。     

关于“对库仑土压力理论的若干修正”的再讨论

<正>笔者在研究陈文胜等发表在2013年第34卷第7期上的论文《对库仑土压力理论的若干修正》[1]时(以下简称原文),对此理论深感兴趣,发现已有如下的讨论内容:(1)李大钟[2]针对墙体移动与土压力关系的讨论。(2)李大钟[3]又针对挡土墙后土体破坏的极限状态进行了讨论。以上讨论陈文胜等[4?5]给予了详细地解答。但事实上,文中在求解库仑主动土压力最大值的过程中,其作用方向的问题也值得商榷,下面笔者将通过分     

关于“非饱和土抗剪强度及土压力统一解”的讨论

笔者怀着激动的心情拜读了张常光博士等发表在2010年第31卷第6期上的《非饱和土抗剪强度及土压力统一解》一文[1](以下简称原文)。统一强度理论自从问世以来,被应用到许多学科。将其于非饱和土体,是研究非饱和土的一种新的突破。笔者对原文有几个疑问,望得到张博士的释疑和解答。     

对“关于‘非饱和土抗剪强度及土压力统一解’的讨论”的答复

非常感谢余文龙博士对作者稿件细致地阅读和点评,这些意见对作者今后的研究工作和论文撰写帮助极大。以下将对《非饱和土抗剪强度及土压力统一解》[1](以下简称原文)一文中的一些问题,谈一些作者的浅显认识,并进行解释。     

挡土墙库仑土压力的遗传算法求解分析

在对破裂面上滑动土体静力极限平衡分析的基础上,建立了基于优化方法求解无黏性土、黏性土库仑土压力的自变量取值区间和目标函数模型,并采用遗传进化方法进行了实例求解分析。研究结果表明,遗传算法在计算挡土墙库仑主动土压力的过程中,收敛速度快、用时短,并具有较高的计算精度。算例1中5组无黏性土挡土墙的主动土压力的计算结果与经典库仑解析解非常接近,平均误差为1.748 %,平均进化代数为15代。算例2中8组黏性土挡土墙的主动土压力计算结果与文献的解答非常吻合,平均误差仅为0.017 %,平均进化代数为17.125代。遗传算法具有良好的适应性和强大的搜索性能,非常适合求解岩土工程优化问题。     

关于“对库仑土压力理论的若干修正”的讨论

<正>陈文胜教授等论文《对库仑土压力理论的若干修正》[1],(以下称为原文)于2013年7月刊发在《岩土力学》第34卷第7期。原文对土压力理论进行了非常有意义的讨论,笔者有如下看法。(1)关于最大和最小主动土压力、静止土压力和被动土压力的关系如图1所示。     

对“涵洞顶填土压力的计算分析”的讨论

本刊2003年第3期的《涵洞顶填土压力的计算分析》[1]一文(以下简称原文),拜读后有几点不明之处,愿与作者探讨。 (1) 原文的计算假定②以洞顶宽度为基础,在洞顶填土内形成一楔体,且楔体顶点的夹角为土体破裂角24jb-=。实际上,由于洞顶两侧填土的水平约束,洞顶土体的水平位移很小,远不能达到主动极限状态,楔体难以形成,土体破裂角也不会出现。 (2) 原文以其三个计算假定为前提进行公式推导,取一单元进行分析时,仅考虑了垂直土压力,而不考虑侧向土压力。此处的侧向土压力与垂直土压力属同一量级,不宜忽略。 (3) 在进行洞顶土压力求解时,原文的…     

RT模式下地震非极限主动土压力的拟动力分析

为考虑挡墙位移效应对地震土压力的影响,依据前人试验研究的结论,将摩擦角表示为与挡墙位移量和位置高度相关的函数,然后基于拟动力法和水平层分析法,推导得出RT位移模式下的地震非极限主动土压力和合力作用点的计算表达式。计算模型可描述摩擦角沿着墙高逐渐发展的不同非极限位移状态工况,并建立了挡墙位移、地震动荷载和土压力之间的相互联系。参数分析讨论了振动时间、挡土墙位移状态、地震加速度参数和土体摩擦角对地震主动土压力分布、合力大小以及合力作用点高度的影响。相比于传统的极限状态地震土压力理论,所提方法更合理地描述了地震土压力随挡墙位移的发展过程,对发展非极限土压力理论和改进边坡工程中的抗震计算方法具有一定的参考意义。     

对“关于‘非饱和土库仑主动土压力统一解’的讨论”的答复

非常感谢汪丁建先生对作者稿件细致的阅读和讨论,这些意见对笔者今后的研究工作和论文撰写帮助很大。以下将对汪丁建先生对《非饱和土库仑主动土压力统一解》[1]（以下简称原文）一文所提问题,逐一谈一些笔者的浅显认识和释疑。     

对“曲线滑裂面下有限宽度填土主动土压力计算”讨论的回复

<正>十分感谢吴明副教授等对笔者刊发在《岩土力学》2017年第38卷第7期的文章"曲线滑裂面下有限宽度填土主动土压力计算"~([1])(以下简称原文)的关注,以及对文中的细节问题开展的有益讨论(以下简称讨论稿)。对于讨论中涉及的问题,笔者按顺序进行答复。(1)讨论稿中,吴明副教授提出,原文对试验中砂土的填筑过程未有详尽描述,而该填筑过程对砂体的特性有着一定的影响,在此做进一步的说明。由于室内试验存在很多不可控制因素,为了保证每     

关于“考虑土拱效应的倾斜滑移面间竖向应力研究”的讨论

<正>笔者拜读了发表在《岩土力学》2013年第34卷第9期上的论文《考虑土拱效应的倾斜滑移面间竖向应力研究》[1](以下称为原文),现有以下2点望与原文作者商榷:(1)原文在2.1节给出的土侧压力系数并不适用于黏性土,因而其给出的两倾斜墙下考虑土拱效应的竖向应力计算理论式(24)并不适用于黏性土。(2)土拱效应用于求解倾斜墙时未给出大主应力偏转角的计算公式,而这点恰是倾斜墙与竖向墙     

考虑抗拉强度的黏性填土挡土墙主动土压力计算

挡土墙后黏性土处于主动土压力状态时,墙顶一定深度范围内会产生裂缝,使其较大范围形成零压力区即开裂深度,关于开裂深度问题一直没有得到很好解决。针对变分法求解黏性填土主动土压力中未考虑裂缝的情况,通过一个算例说明了黏性填土表面在主动土压力状态下会产生裂缝。采用折线简化摩尔?库仑强度包络线,利用实际的土体抗拉强度推导了墙背土体开裂深度的计算公式。根据滑裂面上端点的应力边界状态和几何边界条件,对土压力变分计算方法进行了改进,使主动土压力的不确定问题变成了确定性问题。分析了填土内摩擦角、黏聚力、抗拉强度对开裂深度的影响,结果表明,随着内摩擦角和内聚力的增大,土体开裂深度逐渐增加,滑裂面向墙背方法偏移,土压力减小;随着土体抗拉强度的增加,开裂深度逐渐减小,土压力减小,当抗拉强度大到足以抵抗土体的开裂破坏,墙后土体开裂深度为0,这时土压力不再受抗拉强度的影响。     

非极限主动土压力计算方法初探

针对未达到极限位移的刚性挡土墙,提出了一种简单可行的主动土压力计算方法。根据反映墙后主动区土体应力-应变性状的卸荷应力路径试验确定的应力-应变关系,建立非极限状态摩擦角与墙体位移的关系。对于未达到极限位移的挡土墙,结合已取得的位移与摩擦角之间的关系,采用与滑裂面相平行的微条对墙后滑动楔体进行划分,对微条进行受力分析,建立平衡方程,推导了滑裂面的倾角,从而得到非极限主动土压力计算公式。随后与一例模型试验数据作了对比分析,计算值与实测值基本吻合,仅在墙下部1/3墙高范围内存在一定的差距。研究表明,所提出的计算方法能够用于计算处于非极限状态下挡土墙的土压力,具有一定的理论意义和工程参考价值。     

非极限状态非饱和土主动土压力试验及理论分析

目前土压力研究大都以极限状态下的土体为研究对象,且假定土体处于饱和或干燥状态,未考虑墙体位移与土体非饱和特性对土压力的影响,在实际工程的应用中有局限性。鉴于此,开展主动平动模式下墙后不同含水量砂土的刚性挡墙土压力室内模型试验,并采用渗压计和土压力盒分别量测不同深度处土中的基质吸力和土压力,以及利用DIC图像关联技术观察不同挡墙位移时的土体位移情况。试验结果表明,当墙后土体处于非极限状态时,土体破坏面始终通过墙踵,且其形态接近于平面;其次,在此基础上,结合非极限状态下墙土摩擦强度发挥特性和非饱和土强度准则,提出位移相关的非饱和土强度模型,并建立非极限状态下非饱和土主动土压力计算模型,以及与室内试验结果对比验证了该模型的合理性;最后,针对提出的计算方法探讨了墙体位移和土体基质吸力对主动土压力的影响。参数分析结果表明,非饱和土主动土压力随挡墙位移量的增大而逐渐减小,而随着基质吸力的增大呈现先减小再增加的趋势,且存在一极小土压力值,朗肯土压力值和Fredlund扩展朗肯土压力值分别为该模型在饱和与非饱和情况下位移达到极限状态时的特殊值。     

柔性支护黏性土基坑非极限被动土压力研究

经典的Rankine和Coulomb土压力计算理论均建立在土体达到极限平衡状态的基础上,并不适用于位移需要严格控制的基坑工程。以柔性支护的黏性土基坑边坡为研究对象,考虑边坡土拱效应、非极限状态下柔性支护结构与土体间内摩擦角以及黏聚力发挥值、土体内摩擦角以及黏聚力发挥值的影响,从黏性土应力莫尔圆出发,采用微层分析法建立静力平衡,搜索边坡土体潜在滑动面,推导柔性支护黏性土基坑的非极限被动土压力计算式。通过实例计算对比分析了本文计算理论与经典Rankine计算理论,推导公式计算得到的被动土压力小于Rankine计算值19%,合力作用位置低于Rankine计算值,作用位置距桩底距离较Rankine计算值小1.5%,计算得到的潜在滑动面为一水平倾角随深度逐渐减小的曲面,潜在滑动面范围小于Rankine极限状态滑动面。