土体侧土压力系数计算分析

在土体二向应力状态分析的基础上,对侧土压力系数进行了推导,分析了侧土压力系数在不同墙背摩擦角和破裂面下的特点,并与经典土压力理论进行了比较。计算结果表明,取库伦搜索真实破裂面的平面假定时,侧土压力系数为常数,分析结果与库伦理论基本一致;曲面破裂面假定时呈先增大后减小的变化特点,且当墙背摩擦角逐渐增大时,在主动破坏特性区域侧土压力系数逐渐减小,被动破坏特性区域逐渐增大,侧土压力系数因破裂面倾角的变化特点是土压力非线性分布的原因。

土拱计算模型中侧土压力系数取值分析

土拱效应被用以描述土中应力转移的现象,在路基工程领域应用广泛。目前土拱计算模型中侧土压力的取值大都采用经验方法,且认为侧土压力系数随深度的变化是一个定值。并根据不同的情况取不同的值,如取为主动土压力系数K_(a)、静止土压力系数K_(0)、常数1、被动土压力系数K_(p)等。但试验表明,土体中任一点的侧土压力系数都不相同。为解决上述问题,从太沙基活动门试验出发,将极限应力状态下的侧土压力系数定义为平均水平应力与平均竖向应力之比,并假定潜在滑动面与主应力偏转迹线均为抛物线,获得了土中各点侧土压力系数竖直方向与水平方向的变化规律,从理论上确定了各点的侧向土压力。对理论结果与模型试验数据进行对比,发现两者规律大致相同,验证了侧土压力系数理论表达式的合理性。

基于颗粒椭球体理论的隧道松动土压力计算方法

基于颗粒椭球体理论认为隧道上部松动区滑动面为椭圆形,据此推导出受滑动面倾角影响的侧土压力系数计算方法;在椭圆形松动区内竖向荷载沿水平向呈梯形分布,推导出隧道松动土压力计算方法。结果表明:当埋深低于极限椭圆高度时,松动区域为地面线以下的极限椭圆区域;当埋深达到极限椭圆高度时,松动区为整个极限椭圆,松动土压力不再增加。滑动面侧土压力系数是变化的,与滑动面倾角和土的摩擦角有关,随着内摩擦角增大而减小,随着滑动面倾角增大而增大。取值范围为0.2~0.8,介于主动土压力系数和Krynine侧土压力系数之间。本模型计算结果与实测数据较为吻合,可以用于隧道设计和施工中。

土体应力状态下主动土压力分布研究

土压力问题一直是支挡结构设计的重要依据之一,经典土压力理论的假设条件会对实际工程的设计造成误差。在经典理论的基础上,分析了墙后土体的应力状态,推导了考虑墙背摩擦情况的侧土压力系数和土压力应力分布计算表达式,通过与Tsagareli砂性土模型试验实测土压力分布对比,说明了本文方法的合理性,并结合算例分别计算了平面破裂面假定和圆弧破裂面假定情况下土压力及其分布。计算结果表明,取库伦搜索真实破裂面的平面假定时,侧土压力系数为常数,土压力与库伦理论结果一致,为线性分布。取最危险圆弧滑动面的曲面假定时,侧土压力系数呈先增大后减小的变化特点,土压力为非线性分布。

挡墙地震主动土压力计算及其影响因素分析

鉴于Mononobe-Okabe理论应用于实际工程地震土压力计算时仅适用于无粘性土,在Mononobe-Okabe理论的基础上,分析了墙后土体的应力状态,推导了粘性和无粘性土地震主动土压力及主动土压力系数计算表达式,并结合算例分析了不同情况下土压力的分布特性。同时指出土压力的大小及分布主要与墙背土体参数和破裂面倾角假定有关,土压力合力作用位置随墙背摩擦角增大而上移,随地震角的增大而下移。

考虑土拱效应的大圆筒外壁土压力计算方法

在考虑土拱效应的基础上,重新定义了大圆筒结构土压力计算的侧土压力系数,并提出了计算大圆筒结构外壁土压力的新公式。该公式充分考虑了影响土压力的各因素,如剪切力、内摩擦角、筒土摩擦角等。通过与试验结果比较可知,公式与实测值符合较好。

3D stability analysis method of concave slope based on the Bishop method

In order to study the stability control mechanism of a concave slope with circular landslide, and remove the influence of differences in shape on slope stability, the limit analysis method of a simplified Bishop method was employed. The sliding body was divided into strips in a three-dimensional model, and the lateral earth pressure was put into mechanical analysis and the three-dimensional stability analysis methods applicable for circular sliding in concave slope were deduced. Based on geometric structure and the geological parameters of a concave slope, the influence rule of curvature radius and the top and bottom arch height on the concave slope stability were analyzed. The results show that the stability coefficient decreases after growth, first in the transition stage of slope shape from flat to concave, and it has been confirmed that there is a best size to make the slope stability factor reach a maximum. By contrast with average slope, the stability of a concave slope features a smaller range of ascension with slope height increase, which indicates that the enhancing effect of a concave slope is apparent only with lower slope heights.