组合扶壁式挡土墙结构设计及稳定性分析

扶壁式挡土墙作为一种轻型、柔性的挡土结构,具有方便施工和受力性能好等特点,但对支挡高度却有一定的限制。为此,本文以威海龙润国际项目为依托,提出一种新型的组合扶壁式挡土墙结构,并结合数值模拟方法对挡墙结构的受力特征进行了分析研究。结果表明:组合扶壁式挡土墙可有效提高抗倾覆抗滑移能力,将原有的肋板受力转变成箱体受力,提高了边坡的整体稳定;在满足组合扶壁式挡土墙最大基底压力的前提下,位于0.5H(挡墙高度)处的5.0m盖板宽度的弯矩最小,边坡稳定系数为1.62。现场监测结果得到挡土墙填筑及使用期间最大水平位移为18.3mm,验证了支护方案的合理性,可为今后同类工程的计算及设计提供一定的参考。

基于遗传算法的空箱式挡土墙多目标优化设计

为高效、准确、自动化地实现空箱结构的优化设计,以空箱式挡土墙为研究对象,基于Python语言和ABAQUS软件进行参数化建模,实现了结构建模及有限元计算分析全套流程的自动化。结合某水闸工程中的一座空箱式挡土墙结构,以多个强度和稳定性指标的最优化和混凝土体积的最小化为目标,以规范要求的指标阈值、几何尺寸和体积限制为约束条件,采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ算法)进行空箱式挡土墙多目标优化设计。为进一步提高计算效率,基于人工神经网络算法建立了代理模型,实现了与实际有限元模型的高度近似。结果表明,依据所提出的优化设计方法进行空箱式挡土墙多目标优化设计,可以在有效控制强度和稳定性的前提下尽可能地缩减混凝土用量,具有显著的经济效益。

模块式加筋挡土墙的筋板连接试验研究与强度分析

筋材与面板的连接强度是影响模块式加筋挡土墙稳定性的重要因素之一。为了探究模块式加筋挡土墙的合理连接方式,设计并制作了平面式、锯齿式和自嵌式3种筋板连接方式。通过拉拔试验测试了3种连接方式的连接强度发展规律和失效模式,再以此基础建立了摩擦型筋板连接的强度计算方法并进行实例分析。结果表明:3种筋板连接方式的连接强度具有基本相同的发展规律,都属摩擦型连接;相同法向应力和表观接触长度下,平面式筋板连接的强度最低;自嵌式连接在线性段的强度高于锯齿式连接,而后者的强度极限高于前者;界面法向应力和筋材锚固长度对连接强度具有重要影响,并存在临界效应:当法向应力小于法向应力临界值且锚固长度小于临界长度时,界面强度与法向应力呈线性关系,筋板连接以筋材拔出而失效;当法向应力大于临界值或锚固长度大于临界长度时,强度包络线为一条水平线,筋板连接以筋材机械损伤后断裂而失效;平面式筋板连接的强度包络线线性段过坐标原点,而锯齿式和自嵌式筋板连接存在一种界面黏聚力;基于试验结果建立了摩擦型筋板连接的强度表达式和模块式加筋挡土墙筋板连接的稳定性分析方法,并进行了实例分析。

绕墙底转动模式下装配式挡土墙土压力研究

墙背土压力分布及大小是装配式挡土墙设计的关键依据。设计并开展新型装配式混凝土挡土墙现场试验,研究挡土墙在加载条件下的位移模式和土压力分布规律。以现场试验为原型,建立无黏性填土、墙背倾斜且粗糙的挡土墙理论计算模型,同时考虑挡土墙位移模式与大小、土拱效应和土层间剪应力的影响,采用水平层分析法推导了绕墙底转动(RB)模式下挡土墙的土压力计算公式。结果表明:①该装配式挡土墙整体性能良好,绕墙底刚性转动。在RB模式下,墙顶处土体最先达到主动极限状态,土体从上至下逐渐达到极限状态;任意深度处的土体位移S_(c)达到7 mm时将达到极限状态,即S_(c)=0.16%H(H为墙高)。②本文理论解与试验值吻合较好,计算公式可用于求解挡土墙绕墙底转动过程中的土压力分布及大小。③随着挡土墙转动幅度的增大,土压力分布曲线凹向逐渐明显,土压力合力作用点高度呈现先降低后回升的现象;挡土墙转动角度η=0.007 rad为挡土墙达到主动状态的临界值。

海啸作用下滨水挡土墙抗震滑动稳定性上限分析

针对沿海地区滨水挡土墙在海啸和地震联合作用下易发生被动破坏的问题,结合极限分析上限法和拟静力法确定地震荷载,研究了海啸作用下滨水挡土墙的抗震滑动稳定性。通过建立墙体滑动与破坏区土楔体整体滑动的墙-土系统及速度容许场,推导出水平地震加速度系数(kh)的表达式。分析了海啸、海平面与地下水高度及墙-地和墙-土摩擦角对地震屈服加速度系数的影响。结果表明,控制地下水位在适当高度并增大墙-土摩擦角可以有效提高滨水挡土墙的抗震滑动稳定性。与经典极限平衡理论相比,该方法考虑了土体的塑性流动及挡土墙的位移模式,且无需计算地震被动土压力的值。

基于子集模拟的铁路路基重力式挡土墙系统可靠度分析

文中以某典型的铁路路堤挡土墙为例,介绍了铁路路基重力式挡土墙的确定性分析模型和结果.基于子集模拟方法的不确定性分析流程,分析了随机参数与系统安全系数的相关性.通过直接蒙特卡洛模拟与理论计算方法,对比验证了子集模拟方法的结果.结果表明:子集模拟方法在大幅降低计算消耗的同时,保证了计算精度.

装配扶壁式钢筋混凝土挡土墙受力性能研究

本文提出一种新型装配扶壁式挡土墙结构,并研究其受力性能。通过ABAQUS有限元软件对不同键槽尺寸、键槽间距、扶壁墙高度、扶壁墙厚度的该结构在土压力作用下进行数值计算分析。研究发现该挡土墙结构的最优键槽尺寸为:键槽深度为50mm、宽度和间距均为180mm。在静止土压力作用下,采用最优键槽尺寸的挡土墙仅在预制扶壁墙底端的键槽处出现轻微的应力集中和损伤,但整体受力性能良好;整个墙体位移和变形均很小,满足工程设计要求;装配与现浇挡土墙极限承载力比较接近,该新型装配扶壁式钢筋混凝土挡土墙的安全性满足要求。

隧道洞口挡土墙稳定性及其加固技术研究

为研究隧道洞口挡土墙的稳定性,并制定合理的挡土墙加固防护方案,以某隧道横洞为背景,在隧道洞口挡土墙中布置监测点,观测洞口挡土墙的位移及沉降。并通过分析挡土墙失稳的原因,制定采用钢花管灌浆加固、钢筋网片、喷射混凝土等措施加固挡土墙的技术方案。18个监测点被布置在加固后的洞口挡土墙中以观测加固后挡土墙的位移及沉降,对比加固前后的监测结果,加固后洞口挡土墙最危险处位移值和沉降值分别减小86%和64%,挡土墙的位移和沉降的问题得到显著改善,以期为今后类似挡土墙加固防护提供理论参考。

重力式挡土墙抗震稳定性检算最不利状态选取探讨

重力式挡土墙整体稳定性检算最不利状态选取对抗震设计有重要影响。针对加速度峰值、墙身外倾峰值、墙顶位移峰值三种典型挡墙抗震危险时刻以及常用“土压力峰值时刻包络”取值方法,以振动台模型试验揭示地震土压力取值结果差异性,基于重力式挡土墙ABAQUS有限元模型地震响应计算,分析各危险时刻墙背土压力取值及整体稳定性检算结果差异,提出抗震稳定性检算最不利状态建议。结果表明:(1)随地面峰值加速度和墙高增加,三种危险时刻地震土压力均呈现从非线性分布向近似正三角图式转化,合力及作用点高度整体上较现行抗震规范分别大49%和18%;(2)峰值包络法因不能反映墙-土运动主/被动状态和地震动传导时延特征,致使墙顶附近土压力取值结果过大,地震土压力合力较危险时刻大一倍且作用点偏高约25%;(3)墙身外倾峰值危险时刻的抗滑移稳定系数较其余两种危险时刻偏小14%~33%,且随地面峰值加速度增大反映出更明显的衰减敏感性,以此作为抗震稳定性检算最不利状态有利于结构安全与经济性协调。

基于倾角测量的挡土墙稳定性监测分析

文中以实际工程测得的倾角数据为基础,依托适用于挡土墙侧向变形的倾角传感器,分析倾角数据与环境温度变化的偶联关系,对监测数据进行温度补偿;得出修正过的挡土墙倾角数据,并对挡土墙的整体稳定性进行评价,以供参考。

新建桩板墙-既有悬臂式挡土墙结构受力研究

研究目的:既有线路基设置支挡结构时,确定既有与新建结构组合支挡结构形式,保证各结构的受力和变形是工程核心。以实际工程为背景,开展不同施工阶段现场试验,研究组合结构受力和变形规律,分析协同受力模式。研究结论:(1)各施工阶段,桩板墙背侧土压力随距桩顶距离呈增加趋势;临近悬臂式挡土墙侧土压力先增加后减小再增加;桩后位置土压力先减小后增加;(2)随路基填筑高度的增加,桩身弯矩均呈距新建桩顶距离先增加而后减小的现象;桩身位移随距新建桩顶距离呈减小趋势;(3)基于实测数据,提出了组合结构简化受力模式;(4)本研究可为该组合结构应用于铁路路基帮宽工程提供技术支撑。

新型装配式砌块重力挡土墙稳定性分析

提出一种新型装配式砌块重力挡土墙,其主要由现浇混凝土基座、预制块单元、预留注浆孔、后插入钢筋和现浇压顶梁等组成,从墙身预制块、块间连接、基础形式等方面对其结构设计进行了介绍。采用有限元法对新型装配式砌块重力挡土墙在土压力作用下的局部稳定性进行了分析,得到了不同尺寸挡墙的受力破坏模式、位移特征、钢筋应力分布特征,分析结论认为挡墙发生破坏的薄弱处均位于基座与第一层装配体之间。根据有限元数值模拟结果,结合经典挡墙稳定性计算理论,提出了装配式砌块重力挡土墙稳定性分析的计算方法和流程,并用工程算例验证了该计算方法和流程的合理性。

基于极限平衡法的挡土墙设计理论

本文针对嵌入式挡土墙进行拟静力极限平衡设计,采用Blum法计算动力条件下的内力和临界加速度,讨论该方法的主要缺陷,并基于真正动态二维有限差分分析的结果,提出一种新的极限平衡方法。研究表明:在水平接触应力和弯矩分布方面,拟静力预测法结果与真正的动态二维有限差分分析法获得结果以及相关文献研究结果高度吻合。随着土-墙体系强度增加,土-墙体系的临界加速度和最大弯矩均增大。土-墙系统强度越大,在振动中产生位移越小,但这一目标实现需要增加墙体内力。Blum方法仅为中等地震提供了对墙体最大内力的可靠估计,并且显著低估了临界加速度和相应的最大弯矩。相反,本文所提出的方法与数值数据吻合较好,并始终给出保守估计的最大弯矩值。

基于Revit二次开发的挡土墙三维建模

为满足水利工程设计要求,Revit平台中已存在挡土墙三维建模的二次开发程序,但程序设置的参数无法写入Revit,模型与数据分离,且无法针对项目保存参数,交互性有待加强。为提高建模的效率,加深建模的深度,文章以Revit平台和C#技术为基础进行动态更新机制开发研究,探索自定义参数与族文件之间的读取和存储,实现模型与参数绑定,完整保存项目中模型的信息,有效提高了建模的交互性和实用性,保证了模型信息的实时更新和数据的完整性,研究方案为类似问题的解决提供思路及借鉴。

锚索桩板式超深挡土墙的脚手架搭设与挡土板施工

本文以某工程项目的预应力锚索桩板式超深挡土墙结构施工为例,提出了脚手架和挡土板施工工艺流程与方法以及关键控制点,并深化了施工技术措施。通过支护监测和施工验证表明,该脚手架的选型、挡土板施工方案以及加强质量的技术措施切实可行,符合现行《建筑基坑支护技术规程》(DB11/489-2007)的要求,且能缩短建设工期、降低工程造价,可为类似锚索桩板式超深挡土墙施工提供借鉴。

基于有限元的重力式挡土墙应力与变形数值模拟分析

基于有限元强度折减法对一个11.74 m高的重力式挡土墙进行数值模拟,通过与未支护边坡进行对比,分析了重力式挡土墙的变形、应力、有效塑性应变和整体稳定性。研究结果表明,重力式挡土墙可以有效地限制边坡的滑动,其水平位移和沉降分别为3.89 mm和12.60 mm,并且水平位移沿高度方向呈现为上大下小的线性分布,重力式挡土墙的变位模式为绕墙底的转动破坏;重力式挡土墙墙身受到的压应力沿高度方向呈非线性分布。

公路路基工程挡土墙施工技术应用探析

挡土墙施工技术是实现路基稳固性提升的重要技术手段,可有效防止路基填充土体形成失稳、形变、滑坡等质量问题。围绕公路路基工程挡土墙施工技术应用展开讨论,结合具体施工案例,分析挡土墙施工技术,论述挡土墙实施技术应用要点,并在此基础上形成挡土墙施工技术质量控制策略,通过优化挡土墙施工技术应用,以达到提高公路路基稳定性的目的。

顶管工作井近接挡土墙施工的变形监测及数值模拟研究

市政顶管工程是国家基础建设的重要组成部分,为保证顶管工作井近接挡土墙区段内的施工安全,以成都某地区污水干管建设工程区段内顶管工作井施工为例,整理现场得到的基坑、挡土墙各监测点位移等监测数据,对顶管工作井施工过程中产生的位移变化进行分析,结果表明顶管工作井施工对挡土墙的整体稳定性影响较小,其位移均在设计容许范围内。同时,通过Midas GTS NX建立顶管工作井三维模型,验证顶管工作井施工对基坑周围土体、工作井井壁及挡土墙的影响情况,结果表明数值模拟计算得到的位移结果基本与现场监测数据相吻合,表明数值模拟能够较好地模拟实际施工过程。该研究结论可为类似的近接工程提供参考。

公路重力式挡土墙设计中荷载分项系数取值探析

通过分析公路重力式挡土墙设计验算的公式,结合公路重力式挡土墙设计的相关规定,探讨了一般情况下,利用数值计算的量化方式,快速准确选取滑动稳定方程验算、倾覆稳定方程验算、正截面强度和稳定性验算、正截面直接受剪验算中的主动土压力分项系数和垂直恒载分项系数的方法,以期提高公路重力式挡土墙工程设计人员的工作效率,也为相关设计软件开发自动选定荷载分项系数程序提供参考。

加筋土挡土墙施工方法在埃塞俄比亚公路建设项目中的应用及推广

文章在国内加筋土挡土墙的基础上,研究简易式加筋土挡土墙的施工使用材料、施工方法及施工中的注意事项。其目的是降低非洲国家公路建设造价,研究成果应用在埃塞俄比亚南方州莫卡-格恰-琴恰公路施工项目K39+740~K40+468段。该简易式加筋土挡土墙既满足了公路设计年限的使用需求,又达到了降低成本的效果,具有一定的参考价值。