挡土墙被动土压力计算方法的探讨

根据被动土压力的定义,采用条分法来求解挡土墙被动土压力,其特点是考虑了破坏面为曲面,较为符合实际.     

基于扰动度平移模式刚性挡墙被动土压力研究

为了揭示刚性挡墙平动挤压土体模式(T模式)下挡墙非极限被动土压力的分布规律,基于扰动度理论,结合莫尔-库伦理论,以挡墙平动位移为扰动参量,提出墙后填土扰动函数。建立了填土面倾斜,挡墙平移变位模式下,刚性挡墙非极限被动土压力的计算方法;并和模型试验进行对比分析。算例分析表明:平移模式下,随着挡墙平动位移的增大,墙后填土扰动度随之增大,填土内摩擦角以及外摩擦角随之增大,挡墙侧土压力也随之增大,侧土压力合力作用点位于挡墙高度2/3附近区域。理论公式所计算的土压力和模型试验结果基本吻合,可作为库伦理论公式的有效补充。     

黏性土被动土压力计算的库仑数值解

针对库仑土压力理论中图解法计算黏性土被动土压力过程繁琐及精度较低的问题,应用库仑平面滑裂面假定,考虑填土黏聚力及其与挡土墙墙背接触面上的黏着力,建立了可用于编程试算的黏性填土挡土墙的被动土压力计算公式.算例分析表明:对符合朗肯或库仑理论假设条件的情况,公式的计算结果与经典的朗肯或库仑公式相同;考虑与不考虑墙背上的黏着力,计算结果差异较大,该差异随着墙背上的黏着力增大而增大;公式计算简便快捷,精度可靠,易于在工程中推广应用.     

考虑内坑影响的坑中坑基坑被动土压力叠加算法

以Coulomb土压力理论为基础，考虑内坑的影响，采用叠加原理分析坑中坑基坑的外坑被动土压力，根据滑裂楔体的不同形状，分别给出4种具体计算公式，并通过具体算例对比了本文算法与《上海市基坑工程技术规范》中推荐算法的计算结果.结果表明：内坑的存在，将降低坑中坑基坑的外坑被动土压力；如果以《上海市基坑工程技术规范》中推荐的算法为理论依据设计坑中坑基坑，将会高估基坑的稳定性而使设计偏于危险.     

刚性挡土墙后粘性土土压力研究

经典朗肯和库伦土压力理论在实际工程中有着广泛应用,但它们的适用范围也十分明显．基于土体的极限平衡理论,考虑了粘性填土、墙土间的粘着力、连续均布超载等因素对挡土墙土压力的影响,并利用力矢量多边形法,推导出适用多种复杂条件下的粘性土土压力计算式,给出了极限状态下滑动楔体临界破解角的显式解答．该公式适用的范围较广,在朗肯或库伦理论假设条件下能够得到与之完全一致的解答,对刚性挡土墙的设计计算具有一定的应用价值．     

挡土墙主动和被动土压力的统一解

针对墙背倾斜、地表倾斜、墙后填土为粘性土、地表作用超载的挡土墙土压力计算问题,基于平面滑裂面假定和极限平衡原理,结合微分层解析法和图解法,推导了挡土墙主动土压力和被动土压力的统一解,可计算土压力沿墙身的分布、土压力合力及其作用点位置以及滑裂面土反力,经典库仑和朗肯土压力为其特例.提出了分层土土压力实用计算模型,可以考虑墙背倾斜和粘性土的作用,该模型可简化为现行以朗肯土压力理论为基础的分层土土压力计算方法.通过与相关文献算法的比较验证了本文方法的合理性.     

整体式桥台桥梁的台后被动土压力研究

在美国NCHRP提出的台后土压力系数曲线的基础上,以福建省永春上坂整体式桥台桥梁为工程背景,分析了台后土压力的大小及分布情况,并对其影响因素进行了探讨.研究结果将有助于整体式桥台桥梁的设计和建造.     

考虑剪应力作用的有限土体被动土压力分析

以挡土墙后有限范围砂土为研究对象,建立挡土墙位移与内、外摩擦角的关系,假定墙后土体为圆弧形拱,并考虑层间剪应力,采用多道滑裂面假设下得到的破裂面角与被动土压力系数,推导了有限土体的被动土压力解,该公式也可退化为半无限土体的被动土压力解. 与模型试验相比,所提理论解与试验值吻合较好,证明了解析解的合理性. 参数分析表明：考虑层间剪应力下不影响被动土压力的合力,但会使其合力作用点升高;被动土压力随土体宽高比减小呈现先变化不大后急剧增加的趋势;被动土压力合力随内摩擦角增加呈单增趋势,而合力作用点则随之降低.     

基于特征线法网格划分的主动土压力有限元计算

针对有限元法网格划分存在人为因素且不能保证精度的不足,提出特征线法划分网格的新方法。假定通过墙踵的滑移线为滑裂面,采用Duncan-Zhang(E-υ)模型,将其运用于主动土压力的有限元分析计算。研究结果表明:本构模型参数对边界节点应力影响不大,但实验常数K和破坏比Rf对其位移有影响;当墙土摩擦角δ>0°时,最大主应力σ1对边界的土体稳定性影响最大,宜将其作为主动土压力pa进行计算;当δ=0°时,取最小主应力σ1=pa,此时为Rankine理论的表现形式;绘制节点pa分布图,求得主动土压力合力Ea;以底部计算点为矩心,用合力矩定理求得Ea作用点的位置y。经过与Coulomb解的对比和已有实验结论的验证,表明计算结果可靠,方法可行。     

非均质填土刚性挡墙的地震土压力分析

针对目前采用剪切梁模型计算挡墙地震土压力时,均假定墙后土层为均质土层,提出了采用离散化剪切梁的分析模型,计算墙后土层为非均质时刚性挡墙的地震土压力.首先,假定剪切模量随深度成幂函数分布,推导了非均质土层中连接弹簧的剪切刚度；再对不同剪切模量情况下地震引起的土压力增量的分布形式、土压力合力增量和合力增量作用点等进行分析讨论；最后,对该模型与Veletsos模型和Scott模型的计算结果进行对比分析.结果表明:土层的剪切模量分布形式对土压力增量的分布形式、土压力合力增量和墙底剪力增量影响显著,对合力增量作用点和墙底剪力增量的放大倍数影响很小.     

基于模态测试的挡土墙土压力计算方法

对考虑位移的土压力计算方法进行研究,提出了一种基于模态测试和参数识别的土压力计算方法。首先,将土体等效成一系列弹簧来模拟,土压力统一表示为静止土压力和土压力增量之和,并假定土压力增量等于土体的地基反力系数和墙体位移的乘积;其次,建立了墙土系统简化动测模型,根据墙土系统的动力特性,提出采用改进多种群遗传算法识别土体的地基反力系数;最后,结合共同变形理论,进行迭代计算得到土压力分布形式,并通过与库伦土压力理论、实验结果进行比较,表明计算结果和实验结果吻合得较好。为未预先埋设土压力盒的在役挡墙的土压力确定提供了一种行之有效的方法。     

悬锚式挡土墙结构设计与分析

悬锚式挡土墙是新型的组合式支挡结构.以两层锚定板的悬锚式挡土墙为对象,依据有限元分析结果,研究了悬锚式挡土墙的结构设计和稳定性分析方法.提出了以朗金主动土压力为基础的墙背土压力计算方法.给出了墙身结构设计要求和锚定板与拉杆的设计方法;并给出了基于悬臂式挡土墙的稳定性分析方法和基于锚定板挡土墙的折线破裂面稳定性分析方法.工程实践表明,给出的计算、分析和设计方法具有较强的应用价值.     

考虑卸荷及变形影响的基坑挡墙土压力

基于现行基坑支护结构设计采用的弹性支点法对墙后主动区土压力采用经典的朗肯土压力理论,没有考虑墙体变形对墙后土压力的影响,墙前被动区也只考虑了位移的线性影响,根据基坑挡墙前后土体的应变状态模式假定,采用不同卸荷应力路径试验得到土体应力应变关系,建立考虑卸荷及变形影响的非极限主动、被动土压力计算公式.然后,对公式参数的取值进行讨论.研究结果表明:该计算公式不仅考虑了卸荷应力路径,而且能够反映变形对土压力的非线性影响.     

非极限被动土压力的近似计算方法

文章分析了位移对被动土压力的影响规律,发现被动土压力取决于挤压应力与位移的关系,因此,可用双曲线函数模拟挤压应力与位移的关系;在此基础上建立了非极限被动土压力的近似计算方法,给出公式中参数的近似表达式,并分析了内摩擦角与位移对被动土压力的影响;通过模型试验验证了该方法的合理性;最后,推导了非极限朗肯被动土压力理论,为被动土压力的计算提供一种新的方法.     

路基挡土墙土压力的极限分析法

针对传统黏性土路基土压力计算理论的不足之处,提出利用极限分析法计算黏性土路基挡土墙的主动土压力,把土的黏聚力作为一个单独的计算因素,推导出相应的计算公式,使之更适合于一般情况下的土压力计算,并通过算例与传统的计算方法相比较,表明极限分析法的正确性和有效性,可用于实际工程。     

基于墙后土体滑裂面的朗肯被动土压力的探索

摘要：基于前人从极限平衡理论出发而提出的朗肯土压力作用下的极限土体会出现滑裂面这一前提,推导了墙背与土体之间的摩擦力作用下墙背垂直的挡墙和仰斜式挡墙的朗肯被动土压力的公式,列表分析了墙背垂直挡墙的外摩擦角 对墙后土体破裂角 和朗肯被动土压力 的影响,并对比分析了仰斜式挡墙的倾角 对墙后土体破裂角 和朗肯被动土压力 的影响,在举例过程中也侧面印证了通过求导数计算被动土压力 时应该取破裂角 变化范围内的极小值。另外,通过公式对比及理论分析,提出了墙背与土体之间外摩擦角 的两种简便可行的理论测定方法。     

柱板式挡土墙面板后土压力有限元分析

采用三维有限元分析方法对柱板式挡土墙面板后土压力进行数值计算.计算中选用了8结点等参单元,混凝土采用各向同性线弹性本构模型,土体则采用弹塑性模型,其屈服准则采用D-P准则,引入刚塑性接触面模型,以模拟混凝土和土体之间的相互作用.研究表明面板后土压力与经典土压力理论有较大差别,其分布接近一抛物线.根据有限元分析,提出了一个用于柱板式挡土墙面板后土压力计算的修正公式,按此进行工程设计,将更趋经济、合理.     

引入环向压应力系数的竖井井壁空间被动土压力新解

若采用哈尔-卡门完全塑性准则,通过简化滑移线法求解的竖井井壁空间被动土压力值偏大,在工程应用中偏于保守.为了更加准确地计算竖井井壁的空间被动土压力值,引入一个环向压应力系数,对哈尔-卡门完全塑性准则进行修正,此时井壁围岩微元体上径向正应力最大、环向正应力次之、轴向正应力最小,并针对轴对称竖井围岩被动极限平衡状态开展分析...     

空间滑动面准则下考虑土拱效应的挡土墙主动土压力研究

现行考虑土拱效应的挡土墙主动土压力方法未考虑中主应力的影响,不能全面的反映土体的三维受力特性对挡土墙主动土压力的影响。本文根据空间滑动面准则（SMP准则）,推导了考虑中主应力影响的侧向主动土压力系数公式及主动土压力分布公式。结果表明：考虑中主应力的SMP准则计算的主动土压力较Mohr-coulomb计算的结果小一些,更接近试验结果。因而,在考虑土拱效应计算挡土墙主动土压力时,考虑中主应力发挥土体的材料强度潜力,对于工程有一定的意义。