曲线滑裂面下RB模式的主动土压力计算方法

为研究在RB模式下挡土墙的主动土压力解的问题,假定滑裂面为曲线滑裂面,提出在RB模式下主动土压力的计算方法,采用水平分层的方法推导出主动土压力的微分方程,并用有限差分法对其进行求解,并将计算结果与相关试验结果进行对比,验证该方法的准确性。还讨论了主动土的压力分布、合力大小及合力作用点位置对墙顶位移的影响。研究结果表明:这三者均与墙顶位移之间存在负相关关系。

曲线滑裂面下有限宽度填土主动土压力计算

开展了刚性挡墙平动变位模式情况下墙后有限宽度土体破坏试验。试验结果表明,在墙后填土宽度较小情况下,土体破坏面为通过墙踵及某一固定点的曲面,由此基于变分极限平衡法,导得滑裂面曲线的具体方程式为对数螺旋曲线。在此基础上,结合薄层单元法,得到了墙后有限宽度土体的主动土压力合力及土压力强度的分布。与室内观测结果及库仑土压力值的对比表明,该方法相比经典土压力方法更接近于实测值。分析了不同填土宽高比n下的主动土压力分布规律,结果表明,主动土压力随n增加而逐渐增加,但n达到0.55时趋于稳定,因此,该值可作为墙后土体有限宽度的界限值。

基于曲线滑裂面的挡墙主动土压力分析

土体滑裂面形状对挡土墙主动土压力有重要影响。以无黏性填土挡墙为研究对象,假设在考虑土拱效应时,极限状态下墙后土体的滑裂面为曲线,基于水平微分单元法推导出平动模式下挡土墙主动土压力的分布。首先将计算与模型试验结果及已有理论研究成果进行对比分析,验证了方法的可靠性;其次,研究土体内摩擦角和墙-土摩擦角对主动土压力分布、合力大小和作用点高度的影响。结果表明:基于曲线滑裂面假设得到的滑动楔体范围略大于采用直线滑裂面的假设;对于不同高度的挡土墙,建议的计算结果与模型试验结果更为符合;对于不同的土体内摩擦角和墙-土摩擦角,土压力的分布形式和合力作用点与Paik解较为接近,但合力略大于Paik解。

考虑曲线滑裂面的非极限被动土压力计算

传统的土压力计算方法所求结果实际为极限状态土压力值,在工程设计中采用该值可能导致浪费或是产生偏于不安全的后果。而目前对于非极限状态下土压力计算的研究主要假定直线破裂面并针对填土为松散的干砂这一特定情况。鉴于此,考虑不同密实度砂土摩擦角与位移的关系,建立滑裂面为曲面情况下土压力的逐层计算方法,推导非极限状态下被动土压力强度、合力及其作用点的计算公式。分别验算填土为不同密实程度砂土以及饱和砂土的模型试验,与实测数据对比,发现两者结论比较吻合。

挡墙后有限宽度土体土拱效应分析及土压力计算方法

重点分析了在墙后填土宽度较小情况下,墙后土体土拱效应的形成机理,并假定小主应力拱为圆弧线,考虑挡墙与土体摩擦点的极限平衡条件,导得了大小主应力的偏转角表达式.在此基础上,考虑刚性挡墙平动变位模式情况,结合水平微分单元法,建立了墙后有限宽度土体的主动土压力合力及强度的理论表达式.与室内试验数据及前人方法的对比表明,该方法得到的土压力值具有较好合理性.最后,分析了不同填土宽高比n下的主动土压力分布规律,结果表明,主动土压力随n增加而逐渐增加,但n达到0.5后于稳定,该值可作为墙后土体有限宽度的界限值.