素土开挖边坡变形计算方法研究

土坡的变形是判断其是否安全的重要监控指标,文章提出了虚拟开挖应力的概念模拟土体开挖状态,通过等于2倍静止土压力的虚拟释放应力还原非弹性半无限体的开挖状态至弹性半无限体状态,建立了基于Mindlin解的素土边坡变形计算方法;利用编制的程序讨论了不同因素对素土边坡变形的影响。结果表明:素土边坡土体的最大侧向变形点约在边坡0.75倍开挖深度位置,其最大竖向变形点为靠近侧壁约为0.3H的位置,随着土体内摩擦角的增加边坡变形呈近似线性减小,随着边坡坡角的增大其侧壁最大侧向变形也逐渐增大。

基于MINDLIN解的土钉墙变形计算方法

土钉墙变形是影响其安全的关键指标,已有的研究没有给出其变形的合理理论计算方法。提出基于MINDLIN解的土钉墙变形理论计算方法,该方法通过虚拟开挖应力模拟土钉墙开挖状态,基于实测资料假定钉土剪力在潜在滑动面两侧沿土钉方向呈双三角形分布,利用MIDLIN应变解计算虚拟应力和钉土剪力在钉尾和潜在滑动面位置产生的侧向变形,根据钉土剪力在潜在滑动面位置等于0的特点得到钉土相对位移在潜在滑动面位置为0的结论,并利用该结论及土钉力学平衡条件得到钉土剪力计算模型的2个相关参数,最后通过钉尾变形和土钉自身拉伸变形的叠加得到土钉墙任意位置的侧向变形。通过与法国CEBTP大型试验1#墙实测数据的对比分析,初步验证该计算方法的合理性和可行性。

变形协调情况下土钉墙内力和位移的计算方法

土钉墙的内力主要包括土钉轴力、钉土剪力和面层受力,而土钉墙变形的过程是土钉、面层和土体之间相互协调共同作用的过程,传统的计算模型都是从力矩平衡的力学角度出发,不能合理解释土钉内力和变形的相互关系。通过对土钉墙受力和变形机制的分析,利用Mindlin解计算在虚拟开挖应力和钉土剪力共同作用下土体侧向位移,结合钉土剪力和钉土相对位移的线性关系以及钉土剪力在最危险滑动面位置等于0的特点,计算土钉轴力、钉土剪力和土钉墙在开挖面位置的变形。土钉被动区段钉土剪力超出其极限值的部分转移至面层,假定面层受力增量呈三角形分布,根据静力平衡得到面层受力分布。通过与工程实测资料的对比分析,初步验证土钉墙内力和变形计算方法的合理性和可行性。