RB模式下砂土非极限主动土压力的离散元模拟与理论研究

针对刚性挡土墙绕墙底向外位移(RB)模式下砂土非极限主动土压力分布问题,采用离散元数值模拟对砂土的主动破坏过程进行分析。研究结果表明,非极限主动状态下,不同深度处土体内摩擦角变成极限值时,该点所需的水平位移近似相同,约为0.03%H,墙-土摩擦角至极限值时该点所需的水平位移S_(δ)近似与深度z呈线性关系,即S_(δ)=0.12%z;挡墙位移过程中,墙后土体中存在多个相互平行的“准滑动面”。根据模拟结果,在Liu提出的摩擦角调动值计算公式基础上进行了修正,并利用斜微分单元法,取墙后土楔体中平行于滑动面的薄层作为斜微分单元,建立了非极限主动状态下单元体静力平衡方程,得到了RB模式下挡墙不同位移量时非极限主动土压力计算公式。将计算结果与模拟结果和模型试验实测数据进行对比,验证了理论公式的合理性。

RB模式下刚性挡墙有限土体主动土压力的离散元模拟与理论研究

为研究刚性挡墙绕墙底转动(RB)模式下无黏性土主动土压力的分布问题,针对不同墙后填土宽度情况开展了离散元模拟。通过对离散元模拟结果分析发现,RB模式下主动土压力分布不同于平动(T)模式下的抛物线型分布;当墙后土体达主动极限状态时,土体内部形成了多条平行的滑裂线。由此提出了基于滑裂线分层的斜微分单元法,采用该方法将墙后土体划分为多个斜微分单元,并依据静力平衡条件推导了RB模式下有限土体主动土压力的理论计算公式。在无限宽度土体情况时,该理论公式与三角形分布的库仑主动土压力公式一致;在有限宽度土体情况时,该理论公式解得主动土压力沿深度呈分段线性分布;在墙土无摩擦情况时,该理论公式将退化为朗肯主动土压力公式。最后,通过与离散元模拟结果、前人理论方法及模型试验结果的对比,验证了该理论公式的合理性及有效性。