砂土中松动土压力及松动区位移破坏形式的试验研究

针对经典的Trapdoor问题,设计室内挡板下落模型试验装置,进行不同埋深比(埋深比为上覆土体高度与松动区宽度之比)的挡板下落模型试验,采用微型土压力盒量测试验全过程中挡板上方松动土压力的变化,对土体松动土压力及松动区位移破坏形式进行研究。将试验结果与文献既有解析解进行对比,进一步提出考虑挡板上土压力分布的修正松动土压力解析解。研究结果表明:由于土拱效应的存在,松动土压力小于土体自重土压力,松动土压力在试验初期迅速达到最小值,随后略有增长并达到稳定。利用颗粒图像测速技术研究松动区土体内部滑裂面发展规律,所得松动土压力与挡板上各位置松动土压力均吻合良好。松动区土体下移过程中均首先出现初始三角形滑裂面,随着松动区土体位移的增大,滑裂面发展呈现2种不同形式:当土体埋深比小于等于2时,呈逐渐张开展开形式;当土体埋深比大于2时,呈逐渐张开并塔型上升形式。