考虑平动位移效应的刚性挡土墙土压力理论

针对平动模式下的刚性挡土墙,研究了考虑平动位移效应的非极限状态土压力计算理论.考虑墙体平动位移对墙后填土内摩擦角及墙土接触面上外摩擦角的影响,建立了内外摩擦角与位移之间的关系公式.对平动未达到极限位移的挡土墙,结合位移与摩擦角之间的关系,分析了最不利情况下墙后土楔的受力情况,得到考虑位移效应的非极限状态土压力计算公式.通过比较,发现理论公式计算结果与模型试验结果较吻合.

刚性挡土墙主动土压力数值分析

采用有限单元法对作用于刚性挡土墙上的主动土压力进行数值分析,土体采用弹塑性的Mohr-Coulomb本构模型,在土与结构接触面间引入无厚度的Goodman接触单元,接触面上剪应力和剪切位移采用弹塑性的本构模型,研究了不同挡土墙的变位模式、不同墙面摩擦特性以及土体变形特性等因素对土压力大小和分布的影响。

刚性挡土墙被动土压力数值分析

采用有限单元法对作用于刚性挡土墙上的被动土压力进行数值分析,土体采用弹塑性的Mohr-Coulomb本构模型,在土与结构接触面间引入无厚度的Goodman接触单元,接触面上剪应力和剪切位移采用弹塑性的本构模型,研究了不同的挡土墙的变位模式、不同墙面摩擦特性以及土体变形特性等因素对土压力大小和分布的影响。

考虑土拱效应和平移的刚性挡土墙被动土压力

根据土拱效应原理,得到考虑填土内摩擦角和墙土摩擦角的平移模式下挡土墙的被动滑裂面倾角和侧向被动土应力系数,并将其用于水平微分层法的平移模式下的刚性挡土墙墙背被动土应力的分析中,得到被动土应力、被动土压力及其作用点的计算公式,并与朗肯理论、库仑理论、吴明法、侯键法、模型试验数据进行比较分析.结果表明:本文方法得到的平移模式下刚性挡土墙墙背被动土应力分布与模型试验结果吻合最好,且偏于安全的;被动土应力随填土内摩擦角的增加而增加,在墙顶附近随墙土摩擦角的增加而减小,在墙中下部却随墙土摩擦角的增加而增加;被动滑裂面倾角随墙土摩擦角增大而增大,随填土内摩擦角增大而减小.

刚性挡土墙被动土压力的计算及影响分析

动力决于、体力,体位、.在总结被动土压力研究成果的基础上,假定土体为库仑材料,根据极限平衡理论和库仑破坏准则,提出被动土压力的计算通式,并分别用郎肯和库仑土压力理论对该通式进行验证.分析被动土压力的影响因素,认为非饱和土含水量的变化、饱和土中地下水的运移、土的应力历史、挡土墙的刚度和位移、时间等对被动土压力均有很大影响.

刚性挡土墙平动模式下中间被动土压力的计算

为了准确地设计挡土墙,研究非极限位移时的土压力计算.将非极限状态下的被动土压力定义为中间被动土压力,分析土体的破坏机理,建立内外摩擦角与位移之间的关系公式.改进库仑土压力理论,根据静力平衡条件,推导出在刚性挡土墙平动模式下中间被动土压力强度、中间被动土压力合力和中间被动土压力系数的理论公式.分别计算分析填土为干砂及填土为饱和砂土的模型试验,与实测数据进行对比,发现两者结论比较吻合.在平动模式下,中间被动土压力与被动土压力系数均随着位移的发展而增大,且在任一位移时中间被动土压力沿墙高近似成线性分布.

有地下水时刚性挡土墙的动主动土压力

基于Mononobe-Okabe假定,在合理考虑土体孔隙中受限水含量的基础上,利用水平层分析法推导了填土中有地下水时刚性挡土墙平移模式下的动主动土压力强度的一阶微分方程,并求得非线性分布解;探讨了地下水位、受限水含量、填土的内摩擦角、墙背的摩擦角和地震系数等参数对土压力强度分布、合力作用点高度以及倾覆力矩的影响。所提出的方法可考虑填土的孔隙率、渗透性和地震动周期的影响。

基于扰动状态概念模型的刚性挡土墙土压力理论

基于扰动状态概念(DSC),结合库伦土压力理论研究平动位移模式下刚性挡土墙的土压力计算方法.以挡墙平动位移量为扰动参量,建立扰动度函数表达式.提出扰动摩擦角概念,建立扰动摩擦角与扰动度之间的关系公式.参照库仑土压力理论,分析任意扰动状态下土楔的最不利受力情况,得到平动位移模式下基于DSC理论刚性挡土墙土压力计算公式.算例分析表明:在任意扰动状态下,基于DSC理论的刚性挡墙土压力计算公式所预测的土压力大小、分布以及土压力系数均与模型试验结果比较吻合.

刚性挡土墙主动土压力颗粒流模拟

将土体离散为具有滑动连接模型的刚性条块,用颗粒流PFC2D程序数值从细观力学角度模拟了墙体平移(T)、绕墙底转动(RB)和绕墙顶转动(RT)位移模式下不同位移大小时刚性挡土主动土压力分布。模拟结果表明:刚性挡墙主动土压力非线性分布、墙土间外摩擦角和土体剪切角或内摩擦角对土压力有很大影响;墙体绕顶部转动时,大约0.3倍墙高以上的主动土压力大于静止土压力产生土拱效应;模拟计算值与模型试验实测数据吻合比较好,具有一定的理论价值。

设置EPS柔性垫层的刚性挡土墙土压力研究

建立有限差分数值模型对设置EPS(发泡聚苯乙烯)柔性垫层的刚性挡土墙的土压力进行研究,分别对挡土墙后填土的静止、主动及被动三种位移状态进行了研究,并对不同挡土墙位移时EPS垫层减小土压力的效果进行了分析。研究结果表明:EPS对主动状态所需要的位移影响较小。静止–主动状态时,EPS减小土压力的效果随着位移的增大而减弱;静止–被动状态时,EPS减小土压力的效果随着位移的增大先增强后减弱。

刚性挡土墙地震主动土压力的非线性分布

以Mononobe-Okabe假定为前提,利用水平层分析法,建立了地震荷载作用下刚性挡土墙平移模式下的主动土压力强度的一阶微分方程,并求得非线性分布解.所得合力公式与Mononobe-Okabe公式完全相同.分析结果表明,地震系数对土压力强度分布有很大影响.另外,通过探讨填土的内摩擦角、墙背的摩擦角以及地震系数对主动土压力合力作用点高度的影响,认为Mononobe-Okabe理论对于平移模式下刚性挡土墙的抗倾覆稳定性是偏于危险的.

刚性挡土墙主动土压力试验研究

本文通过对刚性挡土墙(包括带不同长度却荷板)的主动土压力试验,探求了刚性挡土墙主动土压力的分布规律、卸荷板卸荷规律、外摩擦角、作用高度及它们的影响因素。

刚性挡土墙主动土压力分析

运用条分法,通过单元条块的平衡条件,推导出曲面滑裂面下刚性挡土墙面主动土压力分布,并同库仑土压力理论计算结果进行比较。由计算结果可以看出,库仑主动土压力理论计算的土压力偏小,只有当挡墙面直立和光滑时,墙上土压力分布才为直线型。

基于拟动力分析法的刚性挡土墙地震被动土压力研究

利用滑动楔体极限平衡理论,考虑地震加速度的放大效应,对于地震作用下挡土墙的被动土压力进行了拟动力分析,得到了地震作用下被动土压力的计算公式,并分析了填土表面坡脚、土体内摩擦角、挡土墙与填土界面摩擦角对于地震土压力系数以及破裂角大小的影响。结果表明,地震土压力系数与破裂角大小随着表面坡脚、填土内摩擦角以及挡土墙与填土界面摩擦角的变化呈一种非线性的变化情况。

刚性挡土墙的水平位移计算

通过分析土体与水泥土搅拌桩挡墙之间的相互作用 ,提出一种计算其水平位移的近似方法 .在墙宽与墙高之比较小时 ,视其为刚体 ,并用“m”法确定墙两侧土体的弹簧刚度 ,同时考虑墙重与墙底土的抗剪和抗倾覆作用 .利用该方法 ,探讨了水平位移与开挖深度的关系 ,同时可得到墙两侧土体的屈服范围以及所受的实际土压力 。

不同位移下刚性挡土墙的土压力变化

综述了挡土墙土压力的研究现状,采用有限元分析软件ANSYS,模拟刚性挡土墙在土压力作用下平移的过程,分析土压力分布规律,研究刚性挡土墙位移对土压力的影响,得出了挡土墙主动土压力分布为凸曲线的主要结论。

减小刚性挡土墙重度以计算主动土压力的有限元法

利用著名非线性有限元分析软件ABAQUS进行了算例模拟计算,揭示了达到主动土压力状态时,刚性挡土墙的实际位移方式,并与经典的朗肯和库仑主动土压力进行了对比与分析,说明了该方法较朗肯和库仑理论更加可靠,适用性更广,同时可方便地实现刚性挡土墙的设计,提高设计计算效率,因而具有工程应用价值。

刚性挡土墙三维被动滑裂面确定及土压力数值计算研究

为了确定挡土墙后三维被动滑裂面空间形态和刚性挡土墙土压力,文章从基本架设、计算方案及参数、判别依据等多个方面入手,完成对数值模型的建立。之后从挡土墙上三维被动土压力计算、挡土墙三维被动土压力合力作用点、验证分析三个方面入手,对三维被动土压力进行计算,确定三维被动滑裂面空间形态,结果表明文章提出的计算方法可以实现对三维压力系数的准确获取,该系数完全接近于数值模拟后的被动土压力系数。随着土体内摩擦角不断降低,三维计算被动土压力系数逐渐向朗肯被动土压力系数不断靠近,为后期精确地确定被动压力合力作业点奠定了坚实的基础。

平移模式下刚性挡土墙三维被动滑裂面的确定与土压力计算方法研究

挡土墙后三维被动滑裂面的空间形态难以确定。基于数值模拟,取墙-土接触面摩擦角比值δ/Ф=0(δ为墙-土接触面摩擦角,?为土体内摩擦角),采用薄板光顺样条函数搜索出不同土体内摩擦角下挡土墙端部三维滑裂面,类比地基承载力破坏对不同土体内摩擦角下挡土墙端部三维滑裂面进行函数方程的拟合,拟合效果较好,并归纳总结挡土墙端部三维滑裂面方程。在刚性挡土墙平移模式、墙背直立、填土水平且为无黏性土、δ/Ф=0等条件下,基于挡土墙端部三维滑裂面方程,求出三维滑裂面的体积。通过力学分析推导了一种三维被动土压力计算方法,并对该方法进行了验证分析。分析结果表明:相较于Soubra被动土压力系数,计算方法得出的三维土压力系数更加接近数值模拟被动土压力系数。三维计算被动土压力系数和朗肯被动土压力系数在挡土墙长深比小于4的时候有明显的差异。随着挡土墙的长深比的增大和土体内摩擦角的减小,三维计算被动土压力系数趋向朗肯被动土压力系数,三维计算被动土压力合力作用点的位置趋向朗肯被动土压力合力作用点位置。

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。