墙后填土倾斜时二次抛物线准则下粘土压力计算新解

在计算挡土墙土压力时,挡土墙后填土面往往具有一定的倾角,倾角的存在及其大小会显著影响挡土墙土压力的研究计算。本文基于粘土的二次抛物线型强度准则,对墙后填土的极限平衡状态进行分析,进而推导出墙后填土倾斜时粘土的主动土压力以及被动土压力计算新解。研究结果表明,墙后填土倾斜时粘土的土压力呈非线性分布。随着其抗拉强度的增大,墙后填土的主动土压力减小,被动土压力增大;随着墙后填土倾角的增大,其主动土压力减小,被动土压力减小。

基于黄土二次抛物线准则的邓肯-张模型修正

基于Mohr-Coulomb强度准则的邓肯-张本构模型无法准确地考虑黄土的抗拉强度,且不能合理地反映原状黄土的内摩擦角随围压的增大而减小的性质。为了解决上述问题,将原状黄土的二次抛物线准则引入邓肯-张本构模型,通过修正土的强度与破坏应力比,重新确定了土的切线变形模量和切线泊松比,建立了基于黄土二次抛物线准则的邓肯-张本构模型。该模型较合理地反映了原状黄土的抗拉与抗剪强度特性,为邓肯-张本构模型准确地研究黄土边坡土体的力学性状以及边坡稳定性提供了一种新的方法。

基于二次抛物线型Mohr准则的悬臂式崩塌破坏机制及失稳判据研究

悬臂式崩塌是崩塌灾害中较常见的类型,它一般常见于河谷和具有软硬相间坡体结构的岩质边坡中。边坡在差异风化作用下,在其坡脚往往形成岩腔,并最终发育形成悬臂式崩塌。悬臂式崩塌是一种常见的地质灾害,在宏观上表现为倾倒变形特征。由于该类型崩塌的形状尺寸差异较大,其破坏模式具有较大差异,目前还无法定量描述其破坏过程。因此根据悬臂式崩塌的变形破坏特征,采用力学分析方法建立了基于二次抛物线型Mohr准则的悬臂式崩塌张拉破坏和剪切破坏的判定公式。判定公式计算结果和物理模拟试验结果对比分析表明:悬臂式崩塌的拉张安全系数要远小于剪切安全系数,试验模型随着裂纹的扩展,首先发生拉张破坏,随后裂纹继续扩展到一定深度,模型发生剪切破坏。判定公式能较好地定量描述悬臂式崩塌的变形破坏过程的各个阶段,准确地定量揭示悬臂式崩塌的变形破坏机制。

二次抛物线型强度准则下黄土主动土压力计算

为了解决基于Mohr-Coulomb强度理论求解出的黄土主动土压力往往偏离实际的问题,本文基于二次抛物线型强度准则,通过对墙后填土展开主动极限平衡状态分析,推导了基于二次抛物线准则的黄土主动土压力解析解。研究结果表明:基于二次抛物线型强度准则的黄土主动土压力呈非线性分布,在填土拉张区其主动土压力值小于朗肯主动土压力值,且基于二次抛物线型强度准则的填土拉张区开裂深度明显小于基于Mohr-Coulomb理论的拉张区开裂深度;在填土压剪区,填土深度越大则其所受围压越大,基于二次抛物线型强度准则的主动土压力明显大于朗肯主动土压力。因此,在应力水平较大或负应力水平时,基于二次抛物线型强度准则的黄土主动土压力更贴近实际。

基于黄土二次抛物线型强度准则的黄土隧道应力变形计算方法

针对采用Mohr-Coulomb强度准则研究黄土隧道围岩应力及位移可能会引起较大误差的问题,综合考虑黄土抗拉和抗剪强度特性的二次抛物线型强度准则,推导黄土隧道围岩应力及位移计算新解。分析表明:隧道围岩切向应力在弹塑性交界面处出现峰值,基于二次抛物线型强度准则的切向应力峰值比基于Mohr-Coulomb强度准则的切向应力峰值减小6.1%,且前者的塑性区应力小于后者;黄土隧道围岩塑性区半径随支护反力的减小而增大,当支护反力较小时,前者的塑性区半径大于后者,且支护力越小,两者相差越大;黄土隧道周边位移随支护反力的减小而增大,前者的隧道周边位移大于后者,且随支护反力的减小,两者差异逐渐增大;将不同强度准则下的黄土隧道围岩应力与模型试验结果进行对比发现,基于二次抛物线型强度准则的黄土隧道围岩应力与模型试验结果较吻合。表明基于二次抛物线型强度准则的黄土隧道围岩应力、塑性区半径及隧道周边位移更加贴近工程实际。