水位变化下含裂缝非饱和土挡墙的地震主动土压力研究

高烈度区挡墙抗震设计的主要荷载是地震主动土压力。首先根据水位、缝深和墙踵的相对位置关系,提出了含裂缝非饱和土挡墙在高、中、低水位下地震主动土压力分析的3种力学模型;继而通过拟动力法计算墙后滑动土体的地震效应,运用非饱和土力学原理与极限平衡法建立了水位变化下倾斜挡墙的地震主动土压力解答,并给出了迭代应用步骤、对比文献理论解答与振动台实测;最后探讨了水位、缝深以及土体非饱和特性对地震主动土压力系数的影响规律。研究结果表明:所得非饱和土挡墙地震主动土压力解答综合考虑了水位、缝深与土体非饱和特性,能退化为经典土压力公式,与文献理论解答、振动台实测吻合良好且应用较便捷,具有重要理论意义和良好的应用前景;地震主动土压力受水位、缝深、基质吸力、吸力分布与吸力角的影响均很显著,需采用工程措施维持基质吸力、吸力分布、低水位、小缝深等稳定存在以优化挡墙抗震设计。

墙前水位骤降挡土墙稳定不利水深取值问题分析研究

以水工挡土墙为研究对象,探讨提出墙前墙后水位骤降过程的模拟方法并建立墙前与墙后水位降幅的关系,设定多种墙前与墙后水位降幅比值及过程水深变化来模拟不同的水位降落速度及过程,分析了3个工程实例挡墙在不同水位降幅比值情形下稳定性和墙基边缘垂直正应力状态随不同过程水深的变化趋势,结果表明,稳定安全系数最小值对应水深绝大部分是发生在墙前水位降落过程中某一过程水深,墙前不利过程水深随水位降幅比值的提高而变小,墙后不利过程水深则相反。文中初步探讨性提出的墙前墙后水位降幅比和墙后初始最大水深取值原则、不利过程水深与墙高比建议值,可供墙前水位有骤降情况的挡土墙工程设计参考。