刚性挡墙后非饱和土破坏模式及主动土压力计算

目前主动土压力计算方法多仅针对土体处于饱和或干燥状态,忽略了其从非饱和到局部饱和,或饱和到非饱和的渐变过程,进而导致计算结果失真。鉴于此,首先开展了一系列刚性挡墙非饱和砂土主动土压力模型试验,揭示了墙后土体的破坏规律：（1）墙后土体顶部出现了近似竖直裂缝,且其发展深度随墙面粗糙度和含水率的增加而变大;（2）墙土界面摩擦对塑性区形状影响较小,且在挡墙移动过程中,墙后土体塑性区形状始终近似保持为平面。在试验基础上,引入广义有效应力原理,基于极限平衡分析建立了考虑吸应力效应的非饱和土主动土压力计算方法,理论与试验实测值表明,所提方法相比其他方法,更接近于试验值。分析了各主要因素对非饱和土压力分布规律的影响,结果表明：主动土压力随有效内摩擦角值增加而减少,而界面摩擦角对其分布影响较小;相比于无吸力情况,考虑吸力时主动土压力更小;随着进气值增加,吸应力对主动土压力的贡献减少,最终趋于恒定。     

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。     

深层搅拌桩在基坑支护中的应用

深层搅拌桩较适用于地下水含量大的软土地区,尤其适用于淤泥,粘土,粉土及松散砂等地区的基坑支护。在采用深层搅拌桩进行基坑支护时,其各种设计参数应按重力式挡土墙的设计方法进行计算,对挡土墙受力过大的长边,需加强档土墙结构;桩与桩间的搭接仅需１５ｃｍ,,即可起到护坡防渗效果;基坑开挖时必须进行变形监测和总结,以便发现问题肽时采取补救措施。     

挡土墙受局部连续荷载作用的附加土压力

求解附加应力的布西涅斯克解答和弗拉曼解答与朗肯土压力理论结合,可用来计算挡土墙受矩形铅直均布荷载和条形铅直均布荷载作用,在墙背处引起的附加主动土压力和附加被动土压力的变化情况,这种计算方法可以较准确的考虑荷载作用型式,作用位置,作用范围和极限平衡状态的影响,可以反映外荷通过填土传递过程的变化,得出的附加土压力较小。     

景观建筑挡土墙优化设计后抗震性能的实验测试研究

目前的景观建筑设计中往往更注重建筑的景观性,而忽略了建筑的安全稳定性,导致景观建筑的整体抗震效果较差,在景观建筑设计中加入挡土墙设计可以有效提高其抗震性。为此,设计一种具有一定抗震性能的景观建筑挡土墙,利用建筑施工过程中保留的复合纤维材料、建筑垃圾以及纤维绳等作为土墙填充物,并加入具有一定抗拉能力的拉筋材料,以保持土墙内部的稳定性。考虑景观建筑通常注重外观视觉效果,使用"平改坡"设计,在墙体表面种植具有一定视觉冲击的植物,增加土墙自重,促进土墙整体结构的稳定性。分析挡土墙后面无限倾斜填土受力状态,选取菱形微小单元体作为研究对象,计算景观建筑的挡土墙土压力强度。实验证明,优化设计的景观建筑挡土墙结构可以有效增强景观建筑的整体抗震能力。     

基于黏弹塑性本构模型的泥石流数值模拟

泥石流是一个世界范围的地质灾害问题,多年来受到广泛而深入的研究。大多数工作致力于分离地研究岩土材料破坏前的失稳机制和失稳后的快速流动扩展。尝试以一种连续方法模拟完整的泥石流过程,仅用一个本构模型描述泥石流的起始、扩展和停滞。首先讨论了重力增大和基质吸力降低诱发泥石流的力学机制,描述了泥石流过程中岩土材料力学性质的弹塑性–黏性转变现象,对泥石流进行了黏弹塑性的全程模拟,并对挡土墙的冲击效应进行了启发性研究,证明了研究中所使用的本构模型可以准确地描述岩土材料的固流转化现象,数值方法可以很好地对均质连续介质进行大位移模拟。     

刚性挡土墙后三维被动滑裂面的模型试验

针对无黏性土体,采用模型试验的方法,研究平移模式下刚性挡土墙后被动破坏滑裂面的空间形态。自主设计一种模型试验装置,重复开展6次试验,通过记录挡土墙后土体中预埋脆性玻璃条断裂的空间坐标,复原土体发生滑动的位置,绘制出挡土墙后滑裂面的三维形态图。试验结果表明：挡土墙后滑裂面具有明显的三维效应;挡土墙宽度内滑裂面纵向高度呈先缓慢增高后近似直线增高的曲面,初始破裂角度为9°,平均破裂角为26°,朗肯土压力理论的破裂角为28°;最大纵向破裂面长度为1.8倍挡土墙高度,与经典土压力理论的平面假定基本一致;滑裂面均有一定的横向扩展,主平面投影以初始扩散角约45°的斜线往外扩展,距离挡土墙最远处是宽度为0.7倍挡土墙宽度的水平线,斜线与水平线之间以半径为挡土墙宽度的圆弧过渡连接。研究结果为分析土体被动破坏的滑裂面空间形态提供了试验依据。     

拟静力法公路路基结构抗震稳定性研究

中国是一个地震多发国家,特别是在中西部地区。地震的发生为偶然事件,发生频率并不大,但一旦发生所造成的破坏却是灾难性的,对于高等级公路也不例外。在以前的研究中,很少涉及路基填土的动力学特性以及路基结构在地震荷载作用下的稳定性,现行《公路工程抗震设计规范》对地震动力荷载作用主要是以区域地震烈度作为惟一的参考依据,没有考虑地震振动频率和地震持续时间等特性,因此无法真实反映路基结构在地震作用时的特性。针对以上问题,对路基结构的动力稳定性通过拟静力方法进行研究,对路基结构动力稳定性计算的拟静力公式进行了改进。对于挡土墙在地震荷载作用下挡墙加速度受到影响,在计算挡土墙土压力时考虑地震加速度分布系数的影响;对于路基通过引入加速度分布系数对地震惯性力进行了改进,并对路基边坡拟静力稳定计算的公式进行了改进。     

A generalized limit equilibrium method for the solution of active earth pressure on a retaining wall

In this paper, a generalized limit equilibrium method of solving the active earth pressure problem behind a retaining wall is proposed. Differing from other limit equilibrium methods, an arbitrary slip surface shape without any assumptions of pre-defined shapes is needed in the current framework, which is verified to find the most probable failure slip surface. Based on the current computational framework, numerical comparisons with experiment, discrete element method and other methods are carried out. In addition, the influences of the inclination of the wall, the soil cohesion, the angle of the internal friction of the soil, the slope inclination of the backfill soil on the critical pressure coefficient of the soil, the point of application of the resultant earth pressure and the shape of the slip surface are also carefully investigated. The results demonstrate that limit equilibrium solution from predefined slip plane assumption, including Coulomb solution, is a special case of current computational framework. It is well illustrated that the current method is feasible to evaluate the characteristics of earth pressure problem.     

土质场地重力式挡土墙地震土压力振动台实验研究

汶川震区路基挡土墙震害表明,地震动荷载作用下重力式挡墙的位移、破坏与基础场地形式有关,除岩质场地和土质场地挡墙所共有的外倾形式,土质地基挡土墙还表现有整体推移及下部向外推移的倾转变形等复杂模式,因此地震土压力大小及分布也将受到这种复杂土-结相互作用的影响。基于碎石土及风化花岗岩填料的土质场地重力式挡土墙大型振动台模型实验,对挡土墙地震土压力及变形模式开展了对比研究,发现在强震作用下,土质地基挡墙因基础约束较弱而产生位移,并伴随明显的墙—土分离现象,致使实测地震土压力较之抗震设计规范计算值偏小（0.4g峰值加速度下约小6%～15%）,但作用点高度变化不大。由实验结果与现行抗震规范计算值的安全系数对比,认为对土质场地挡墙的地震土压力计算,按现行国内抗震设计规范基本能满足实际工程抗震设计需要;对于地震区挡墙设计,在允许挡墙发生少量容许位移的前提下可采用内摩擦角较大、自稳能力更好的墙背填料以减少地震土压力。