双剪统一强度理论在空间主动土压力计算中的应用

采用双剪统一强度理论,导出了空间土压力计算的双剪统一解.算例分析结果表明:随着中主应力系数b值的增大,空间主动土压力减小,主动土压力系数略有增大,土压力作用点距墙顶的竖直距离略有减小.所给出的解可以灵活运用于各种不同特性材料空间主动土压力的计算,应用双剪统一强度参数公式可以求算不同b值所对应的土体的强度参数,该值同时包含了主应力σ1、σ2和σ3对材料强度的贡献,并可将与平面问题对应的常规土工试验方法所测得的强度指标0σ、0φ换算为空间问题所需的强度指标tσ,tφ.统一解可以更好地发挥挡土墙填料的强度潜力.

空间主动土压力双剪统一解的简化计算

基于双剪统一强度理论,将作用在挡土墙上的土压力视为空间问题,推导出空间主动土压力双剪统一解的简化计算公式,讨论了中间主剪应力影响系数对主动土压力及其参数的影响,并与已有文献的实例进行对比分析。计算结果表明:推导出的土压力及土压力系数公式可适用于各种不同特性材料的空间土压力简化计算;得出的解具有广泛代表性;随着中间主剪应力影响系数的增大,空间主动土压力减小,土压力系数及土压力作用点距墙顶的竖直距离均略有减小;通过变换中间主剪应力影响系数值可获得一系列的解;在工程运用中可根据土质和工程的实际情况,适当选择统一强度参数来确定土压力的大小。

临近地下室外墙影响下的挡土墙空间土压力研究

目前关于临近地下室外墙影响的挡土墙空间土压力的计算理论的研究还比较少,原有的平面应变条件下的理论不能满足挡土墙的长高比B/H较小时的挡土墙土压力计算要求。通过将土拱效应原理引入顾慰慈^([8])建立的空间土压力计算模型,建立了考虑土拱效应的临近地下室外墙影响的空间土压力计算模型,根据挡土墙和地下室外墙的间距与土体破裂面状态的关系将该模型分为3种情况,并将各模型划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个区域,通过在各个区域内取水平微分单元体,建立各微分单元体的水平和竖向静力平衡方程,推导出了各区相应的挡土墙空间主动土压力计算公式,该公式可以计算出墙背任意位置的主动土压力;并提出了空间土压力合力及其合力作用点的计算方法。通过算例计算可以直观地看出挡土墙后主动土压力的空间分布,由此可以看出,当空间效应存在时,考虑土拱效应的挡土墙主动土压力沿墙长的分布与平面应变条件时有很大的不同,此时挡土墙两端附近区域的主动土压力远小于平面应变条件下计算出的主动土压力,同时可以看出,考虑空间效应的挡土墙主动土压力合力作用点要比平面应变条件下的位置要高,挡土墙长高比B/H越小,空间效应对主动土压力沿墙长的分布和主动土压力合力作用点位置的影响越大。

克列恩空间土压力计算理论的双剪统一解

采用双剪统一强度理论,导出了克列恩法土压力空间计算理论的双剪统一解,空间土压力随统一强度理论参数b值的增大而减小.所给出的解可以灵活适用于各种不同特性材料空间土压力的计算.应用双剪统一强度参数公式可以求算不同b值所对应的土体的强度参数,该值同时包含了主应力1σ、2σ和3σ对材料强度的贡献,并可将与平面问题对应的常规土工试验方法所测得的强度指标c0、0φ换算为空间问题所需的强度指标ci、iφ.统一解可以更好地发挥挡土墙填料的强度潜力,工程应用可获得明显的经济效益.

基于双剪统一强度理论的加筋土挡墙卡斯台德空间土压力

将加筋土看作各向异性的复合体材料,采用双剪统一强度理论,考虑中间主应力的影响,导出了加筋土挡墙卡斯台德空间土压力的双剪统一解。所给出的解可适用于采用各种筋材各种填料的空间土压力的计算。运用双剪统一强度参数公式可求算不同b值所对应的筋土复合体的强度参数,该值同时包含了σ1、σ2和σ3对加筋土强度的贡献,并可将与平面问题对应的常规土工试验方法所测得的强度指标cp和φ换算成空间问题所需要的强度指标ct和φt。统一解可以更好的发挥筋土复合体的强度潜力,应用于实际工程将产生一定的经济效益。

基于Mogi-Coulomb强度准则的竖井井壁土压力广义解

为了解决在工程中采用基于哈尔-卡门假定的别林赞茨叶夫主动土压力偏危险的问题,引入一个环向压应力系数,对上述假定进行修正,通过对竖井围岩进行弹塑性分析,推导了竖井围岩的空间主动土压力解析解。分析表明,中间主应力系数b=0.1、0.2、0.3、0.4和0.5时竖井井壁空间主动土压力较b=0或1.0时分别减小23.0%、42.6%、57.7%、67.2%和70.5%,随着b值的增大,竖井围岩拉张区开裂深度增大;随着环向压应力系数ζ的减小,竖井井壁空间主动土压力分别增大29.4%、65.2%、109.2%和163.3%,随着ζ值的减小,竖井围岩拉张区开裂深度随之减小。通过将本文推导的空间土压力与平面应变条件下的朗肯土压力进行对比发现,不同工况下本文空间主动土压力较朗肯土压力约减小33%~86%,因此,在工程中采用朗肯土压力偏保守而造成井壁支护材料的浪费。

考虑土拱效应的挡土墙空间土压力研究

土拱效应是影响挡土墙土压力分布的一个重要因素,但目前关于空间条件下考虑土拱效应的挡土墙土压力研究还很少。通过将土拱效应原理引入顾慰慈建立的空间土压力计算模型,建立考虑土拱效应的空间土压力计算模型,并将该模型划分为I,II,III,IV四个区域,通过在各个区域内取水平微分单元体,建立各微分单元体的水平和竖向静力平衡方程,推导出各区域相应的挡土墙空间主动土压力计算公式,该公式可以计算出墙背任意位置的主动土压力;并提出空间土压力合力及其合力作用点的计算方法。通过算例计算可以直观看出挡土墙后主动土压力的空间分布,由此可得出,当空间效应存在时,考虑土拱效应的挡土墙主动土压力沿墙长的分布与平面应变条件时有很大的不同,此时挡土墙两端附近区域的主动土压力远小于平面应变条件下计算出的主动土压力;考虑空间效应的挡土墙主动土压力合力作用点要比平面应变条件下的位置高,挡土墙长高比B/H越小,空间效应对主动土压力沿墙长的分布和主动土压力合力作用点位置的影响越大。