圆弧型墙背下的主动土压力研究

基于平面滑裂面假设,采用水平层分析法计算墙背为圆弧型情况下的挡土墙主动土压力及其分布情况,分析了挡土墙与墙后填土的各参数对主动土压力大小及分布的影响。计算结果表明,随着挡土墙倾斜角的减小,土压力分布曲线由凸曲线变成凹曲线。最后通过算例将圆弧型墙背下主动土压力及分布的计算结果与平面墙背下的进行分析对比,结果表明当墙背倾斜...     

对挡土墙上主动土压力的再研究

基于土的塑性及极限分析理论,并结合墙后土体的三维破坏模式,对墙背倾斜、粗糙和墙后填土倾斜的一般情况,本文推出了较为完整的计算挡土墙上主动土压力上限解的表达式,探讨了挡土墙上主动上压力随墙长高比的变化规律．     

基于对数螺旋滑裂面的有限宽度土体被动土压力计算方法

基于半无限空间假定的经典朗肯和库仑土压力理论无法准确求解有限宽土体的被动土压力．为了求得不同宽度及墙土摩擦角影响下的被动土压力,首先,基于对数螺旋滑裂面假定,建立大主应力与滑裂面的耦合关系,结合应力莫尔圆导出了滑裂面与两侧墙体的夹角,提出了有限宽度土体的滑裂面控制方程;然后,通过对滑动土楔薄层单元应力分析,推导出被动土压力的大小和分布表达式;最后,采用离散元软件对不同宽度填土进行单侧挡墙平动模式下的被动土压力试验模拟,结果表明,所提出计算理论与数值模拟结果基本一致．该方法求解形式简单,具有很好的工程应用价值．     

IMPROVEMENT OF THE METHOD OF DETERMINING THE HEIGHT OF ACTION POINT OF COULOMB ACTIVE EARTH PRESSURE

库伦主动土压力作用点位置高度确定为墙高的1/3 处，分析表明这一结论及其推求过程不尽合理.为解决此问题，针对墙后滑动土楔体的受力情况，根据三力汇交原理，考虑墙背土压力的分布与土楔体对其下稳定土体的压力分布的相关关系，采取几何推导方法，得出了主动土压力作用点位置高度表达式；进一步分析了作用点高度对影响因素的敏感性，结果表明其敏感性从大至小的排序为：墙背倾角、内摩擦角、外摩擦角、填土坡角.     

考虑墙体位移模式的成层土动主动土压力研究

为了分析墙体位移模式对成层土动主动土压力的影响,本文基于水平层法,提出一种考虑墙体位移模式影响的成层土动主动土压力计算方法。借助矩阵方程的求解方法,简化了繁复的土压力强度计算式推导工作。利用Fortran语言编制计算机程序,实现了复杂情况下动主动土压力的快速计算。分析了不同位移模式下动主动土压力强度分布、土层微段单元顶底面上的等效黏聚力和等效内摩擦角对不同位移模式下动主动土压力强度分布、土压力对墙踵力矩最大值的影响等问题。分析结果表明:绕墙顶转动(RT)模式下动主动土压力强度分布呈向内收敛的趋势,应力集中于墙体偏上部,绕墙底转动(RB)模式下动主动土压力强度分布呈向外发散的趋势,应力集中于墙体偏下部;等效内摩擦角对动主动土压力强度分布的影响较大;动土压力对墙踵产生最大力矩时的破裂面并非产生动主动土压力时的破裂面。     

坝前淤泥土与新填坝体接触面抗剪强度试验研究及工程应用

坝前淤泥面与新填筑坝体接触面是"坝前淤泥面加坝"技术的薄弱环节。为了探究不同工况下淤泥坝基、新填筑坝体,以及淤泥土-新填土接触面的剪切强度特性,以宁夏南部山区西吉县南川水库坝前淤泥面加坝工程为研究对象,通过常规应变式直剪仪、改进常规应变式直剪仪分别进行剪切试验,分析了淤泥土含水率和压实度变化时,淤泥土、新填土、淤泥土-新填土接触界面的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角的变化规律。试验结果表明:新填土抗剪强度最大,不同工况下淤泥土-新填土接触界面的抗剪强度介于淤泥土和新填土的抗剪强度之间;淤泥土含水率在12%~16%之间存在最优含水率,超过该含水率后,淤泥土及淤泥土-新填土接触界面之间的抗剪强度均显著降低;当淤泥土含水率从8%增加至12%、16%时,黏聚力减小8%左右后迅速减小至22%,具有明显的阶段性,而淤泥土-新填土接触界面的黏聚力呈现先增加后减小的趋势;当含水率相同时,随着压实度的增加,淤泥土、淤泥土-新填土接触面的黏聚力、内摩擦角总体呈增大趋势。最后根据试验结果对"坝前淤泥面加坝"工法的工程应用提出了相关建议。     

降雨和蒸发对非饱和土土压力的影响

为了探讨降雨和蒸发所引起的渗流对非饱和土土压力的影响,本文将基质吸力与渗流的关系式引入到基于统一强度理论的非饱和土抗剪强度公式中,得到了降雨和蒸发条件下考虑中主应力影响的非饱和土抗剪强度公式;结合土体的极限平衡理论,推导出了受降雨和蒸发影响的主动土压力、被动土压力、静止土压力系数公式;最后通过数值算例进行了分析。结果表明:在降雨和蒸发条件下,非饱和土主动土压力最小值为-145kPa,被动土压力最小值为139kPa;而常规方法计算的主动土压力最小值为-13.85kPa,被动土压力最小值为41.57kPa;在降雨和蒸发条件下,非饱和土主动土压力小于饱和土主动土压力,而被动土压力则相反;在非饱和土中,降雨和蒸发所引起的渗流使得静止土压力系数随着与地下水位距离的增加而减小,在地表附近将会达到-1;而在饱和土中,本算例中各计算点的静止土压力系数总是常数(K0=0.5)。     

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将有限元方法引入到塑性极限分析中,采用刚体有限元离散挡土墙后土体计算区域, 同时构造运动许可速度场,在满足屈服条件、流动法则、虚功方程以及相应的边界条件的基 础上,建立约束方程,引入数学规划方法求解挡土墙在不同变位模式下极限土压力分布. 算 例说明了该方法的正确性和有效性.     

库仑土压力的变分法研究

以滑动体静力平衡的两个力平衡方程为基础,引入拉氏乘子,将土压力问题以变分学观点来描述,转化为确定含有两个函数自变量的泛函极值问题。依据泛函取极值时必须满足的欧拉方程,得出了主动土压力和被动土压力在取极值时,墙后土体的破坏是沿平面滑动。然后,将土压力的泛函极值问题进一步转化为带有约束的函数极值问题。这种函数极值可利用M atlab6.1优化工具箱提供的fm incon函数进行求解。当土体的粘聚力等于0时,土压力计算结果与库仑土压力理论解完全一致;而当土体的粘聚力不等于0时,归纳给出了相应的土压力计算公式。     

地震所激起而作用于倾斜坝面上的流体动载荷

本文给出了简谐地面运动所激起而作用于倾斜坝面上的流体动载荷问题的理论解.所给公式和数学分析方法可以算出有关任何倾角的压力分布.文中证实,在坝和流体的接触面具有倾角时,地面垂直振动对流体动载荷的影响更为显著.地震时的地面运动是不规则的,但本文所给结果和数学分析方法可以直接或经过积分变换后推广到不规则的地面运动问题上去。     

台阶式加筋土挡墙的原型试验研究

对一座台阶式钢筋混凝土串联拉筋加筋土挡墙的筋带应力、土侧向压力、土竖向压力及挡墙变形进行了实测和分析, 所得结论可供设计类似支挡结构时参考。     

Upper bound limit analysis of active earth pressure with different fracture surface and nonlinear yield criterion

Conventional calculations of static and seismic active earth pressures of soils on a retaining wall are formulated assuming the soils obeying a linear Mohr–Coulomb yield criterion. However, experimental evidences show that the strength envelopes of almost all geomaterials are nonlinear in nature over a wide range of normal stresses. In this paper, the strength envelope of the backfill behind a retaining wall is considered to follow a nonlinear yield criterion. A simple method is proposed for calculating the static and seismic active earth pressures acting against a retaining wall using a nonlinear yield criterion. This method is based on the upper bound theorem of limit analysis. Both translational and rotational fracture surfaces are employed in the formulation for calculating active earth pressures. Quasi-static representation of earthquake effects using a seismic coefficient concept is adopted for seismic active earth pressure calculations. Instead of using directly the actual nonlinear yield criterion, a linear Mohr–Coulomb yield criterion, which is tangential to the nonlinear yield criterion, is used to formulate the active earth pressure problem as a classical nonlinear programming problem. A nonlinear sequential quadratic programming algorithm is used to search for the maximum solution. In order to assess the validity of the proposed method, values of active earth pressures for different values of seismic coefficients and nonlinear parameters in the yield criterion are calculated and compared with solutions obtained using an extended Rankine’s active earth pressure theory. For the case of static active earth pressure, the upper bound solutions using the present method with a translational fracture surface are equal to the extended Rankine’s theoretical solutions and are slightly smaller than those obtained using the present method with a rotational fracture surface. For the case of seismic active earth pressure, numerical results obtained using the present method with a rotational fracture surface is very close to the extended Rankine’s theoretical solutions. A study is conducted to investigate the effects of the parameters in the nonlinear yield criterion on the active earth pressures.     

从深基坑护壁桩桩身弯矩分析桩侧土压力

根据某高层建筑深基坑护壁桩从实测钢筋应力求得的桩身变矩,用数值分析的方法,对桩侧土压力的分布和大小进行了反分析,所得结果与经典土压力理论有显差别,中用土拱的概念对桩侧土压力的分布进行了解释,并给出了桩侧土压力建议图式。     

DESIGN OF LATERAL SOIL PRESSURE MODEL TEST SCHEME FOR ADJACENT COMPOSITE FOUNDATION1)

为了研究刚性桩复合地基对邻近支护结构侧土压力的影响,在室内模型试验方案设计前,通过有限元软件建立了邻近天然地基与复合地基模型进行数值模拟研究,对不同地基形式下静止挡墙侧土压力分布规律进行预估。两组数值模拟结果对比表明：复合地基土压力分布规律不同于天然地基,当复合地基褥垫层下方桩间土应力与天然地基土应力相同时,天然地基对挡墙相同位置处的墙侧土压力的附加作用效果要明显大于复合地基,但在"载荷传递效应"作用下,复合地基对挡墙侧向土压力的影响随着加载量的增加,逐步向更深处土体传递;与天然地基相比,复合地基对挡墙侧向土压力的影响在浅部土层相对较弱,但在深部土层中较强,并且在桩端应力集中对挡墙底部侧向土压力影响尤为显著。     

Rankine pseudo-static earth pressure for c–ϕ soils

This study provides an analytical solution for calculation of seismic active earth pressure on the back of a rigid wall retaining cohesional–frictional (c–φ) soil. The proposed formulation is based on the conjugate stress concept, without employing any additional assumptions, similar to Rankine's original earth pressure formulation. The effects of sloping backfill and wall inclination are considered. In addition, a closed form solution has been derived for the soil–wall friction angle as a function of inertial forces and problem geometry for any given pseudo-static acceleration, as opposed to the constant value commonly employed in practice. The net seismic active force calculated based on the proposed formulations is found to be comparable with those obtained from previously published methods.