考虑位移效应的基坑土压力分析

基坑工程中，墙体在墙后土体压力作用下，将产生较大的位移和挠曲变形，引起土压力重分布。本文在充分考虑支护结构-土相互作用的基础上，建立了土压力与墙体位移的关系曲线，并考虑土拱效应引起的应力重分布，得到了考虑位移的土压力计算方法，该法能计算非极限状态下的土压力。     

考虑基坑支护结构变形模式的土压力研究

为了减小经典朗肯土压力理论与工程中实际土压力的误差,在经典朗肯土压力理论的基础上,减少了其基本假定中的限定性条件,考虑基坑支护结构变形产生的土拱效应以及基坑支护结构与土体间的摩擦力,通过分析平面应变条件下土单元体的极限平衡状态,提出了修正的朗肯土压力理论。用理论分析结合实例验证的方法与经典朗肯土压力理论做对比,发现修正的朗肯主动土压力大于经典朗肯主动土压力,修正的朗肯被动土压力小于经典朗肯被动土压力。同时还讨论了不同基坑支护结构变形模式对极限状态下土压力分布的影响,最后分析了极限状态下修正的朗肯土压力对黏聚力与内摩擦角两个参数的敏感性。     

考虑支护结构变形的基坑土压力计算

针对基坑土压力计算存在的不足,基于朗肯土压力理论,建立了考虑支护结构与土体相互作用的土压力计算模型。结合温克尔假定,推导出考虑基坑支护结构变形的非极限主动、被动土压力计算公式。同时,对支挡式基坑支护结构的变形分布进行了简化,提出了适用于支挡式基坑支护结构设计阶段的土压力简化计算方法。     

基坑支护位移对土压力的影响

基坑支护设计中,准确计算土压力是保障基坑支护安全的前提。而经典朗肯极限土压力计算,其支护结构所对应的极限位移值往往较大,超过了基坑工程实际所允许的最大位移量,故而采用极限土压力有一定的局限性。通过采用横向受荷载桩的P-y曲线进行推导,并假设支护结构的位移按倒三角形分布,得到简化的位移土压力计算方法。通过与工程实际监测数据的对比分析,该计算方法能更准确的分析基坑支护土压力,具有一定的工程实践意义。     

基于上限分析法的有限宽度土体土压力计算

在基坑支护工程的设计计算中,由于拟开挖基坑距离已有建筑物与开挖深度相比较小,基坑围护结构所承受的为有限宽度土体的土压力,若根据常规的土压力计算,一般会造成偏大的计算结果,造成不必要的浪费。针对基坑工程中有限宽度土体土压力的计算问题,基于极限分析法的上限定理,推导了有限宽度土体的土压力计算公式,并与经典朗肯土压力的计算结果进行了对比,结果表明:有限宽度土体的土压力分布模式和量值与经典的朗肯土压力分布模式和量值存在着明显的差异,应根据不同土质、有限土体的宽度与基坑的开挖深度之比来计算土压力。     

围护桩水平位移反分析弯矩及桩侧土压力

为探讨深基坑排桩支护的内力分布与作用于支护结构上的土压力分布状况,基于桩体深层水平位移监测数据对桩体内力及桩侧土压力进行了反分析研究。在三次样条法的基础上,对五次样条函数进行推理,建立桩体深层水平位移与桩弯矩和桩侧土压力的函数关系式,结合某工程实测数据,得出位移反分析后的桩体弯矩与桩侧土压力,最后将理论值与实测值进行了对比。研究结果表明,弯矩反演结果与实测弯矩值吻合程度较好;在开挖面以上,围护结构位移较小时,位移反分析得到的土压力大于朗肯主动压力,随着开挖变形增大,土体产生应力松弛,位移反分析得到的主动区土压力小于朗肯主动土压力。在开挖面以下,土压力的分布形式接近于规范提出的弹性法基坑内侧分布土反力与主动土压力差值。     

基于变形的主动土压力转变分析及数值计算研究

基坑侧土压力的计算是基坑设计的关键，以极限状态和土压力直线分布为特征的朗肯、库仑土压力理论，虽然简单实用，但与实际的基坑力学特性分布不相符。考虑土体的变形、土体与支挡结构的变形，利用数值计算的方法，研究不同的基坑深度、不同的基坑顶部水平位移的情况下，坑侧土压力的分布特性，以及它的发展趋势与转变特点，进而总结出侧土压力的转变与塑性屈服的关系，最后给出了剩余下滑力的公式及剩余下滑力系数。研究得出了一些有益的结论，对类似工程有借鉴意义。     

北京地区非饱和土土压力初步研究

根据朗肯土压力理论,北京地区土压力计算值远大于实测土压力值。针对这个急需解决的问题进行了探讨,引入广义朗肯土压力公式,结合北京地铁13号线东直门车站基坑支护工程,对理论计算土压力和实测土压力进行了详细的分析,给出了该地区非饱和土土压力计算的基于试验指标的广义朗肯土压力表达式。     

有限黏性土体主动土压力计算分析

当拟开挖基坑距已有建筑物地下室较近时,基坑支护结构承受的是有限土体的土压力,此时土压力不能采用建立在半无限假定基础上的朗肯理论或库伦理论进行计算。根据实际情况,建立有限黏性土体土压力计算模型,基于极限平衡理论及平面滑裂面假定,考虑地下室侧壁与有限土体间的相互作用力以及填土裂缝的基础上,建立有限黏性土体主动土压力计算公式,推导出有限黏性土体主动土压力系数表达式。通过与数值模拟结果及以往计算方法结果对比分析,考虑填土裂缝影响的黏性土体主动土压力计算方法更加符合实际。     

加筋挡土墙在二维超静孔压下的稳定分析

当加筋挡土墙后填土为粘性土时,在其中可能会产生超静孔隙水压力.超静孔压的存在使其土压力的大小及分布、潜在滑裂面的位置都有所改变.一维孔压分布情况下朗肯理论仍能适用.但在二维孔压分布情况下,用朗肯理论进行计算就不合适.本文推荐采用图解法计算墙后土压力,用圆弧滑动法进行稳定校核.对二维正孔压分布和基坑支护结构上负孔压分布的情况都做了探讨.     

土钉–桩锚支护体系中土压力与m值对桩身水平位移的影响

土钉–桩锚支护结构的桩身位移变化一直是岩土工程界研究的热点,选取不同m值以及土压力的计算模式,位移计算结果都有较大的偏差。本文采用实测与计算值进行对比,辅以数值计算的方法,研究不同土压力与m值在不同工况下对桩身变形的影响。结果表明:土钉–桩锚支护体系中,采用朗肯土压力与实际土压力值有一定差距,可采用线性土压力值参考。采用工程地质规范的m值较采用经验公式求出的m值大,但解得的基坑变形相对较小,然而后者更贴近实际值。采用朗肯土压力下选用工程地质规范的m值求出的坑底位移与监测值和模拟值相近,其误差大小接近1 mm,同时根据工程实际对桩顶位移的计算公式进行了修正。     

梯形截面有限土体被动土压力计算研究

基于塑性流动理论建立梯形截面有限土体被动土压力计算模型,揭示梯形截面有限土体被动土压力与半无限空间被动土压力的比例关系及模型参数对之的影响规律,并通过对某基坑支护加固工程的朗肯土压力理论及模型计算结果的对比及案例分析,论证梯形截面有限土体被动土压力对基坑(边坡)稳定的作用,验证模型的计算结果。     

饱和软土中深基坑主动土压力实测研究

对饱和软黏土中11.0m的深基坑进行了主动土压力与深层位移监测。基坑竖向支护体采用钻孔灌注桩,水平向采用两道钢筋混凝土内支撑。实测主动土压力大于按照朗肯主动土压力公式的计算值,实测值约是计算值的1.20倍,阳角处的主动土压力实测值与计算值的比值大于正常位置的比值,约是正常处的1.13倍。实测主动土压力与墙后土体水平位移关系符合双曲线规律。达到主动土压力状态时,对应的墙后土体水平位移约为开挖深度的0.1%。     

某重力式挡墙基坑支护工程事故实例分析

通过对某工程事故的实例分析，阐述了在软粘土地区，基坑支护采用重力式挡墙形式时会产生较大位移的几个原因，并指出挡墙的土压力计算按朗肯理论更接近实际情况。     

粘性土基于室内模型试验土压力分布形式的研究

针对朗肯土压力理论与实际相差较大,本文以粘性土为材料,在室内采用悬臂支护,模拟基坑开挖过程,量测开挖过程中土压力及支护结构位移的变化,与朗肯理论对比,得出总主动土压力实测比理论小约11%;被动区在坑下(0.15～0.2)倍开挖深度范围内,实测值与理论值接近,其下小于理论值,总被动土压力实测比理论小约24%;在试验基础上,建议了一种粘性土土压力分布形式。     

支护结构局部松弛变形引起的土压力重分布规律试验研究

基坑工程施工过程中,支护结构的不均匀变形会引起土压力沿竖向及水平向的重分布,其中土压力的水平向重分布问题在工程中较为突出且研究较少.通过侧向活动板试验,对局部支护结构松弛变形引起的土压力水平向重分布规律进行了试验研究.研究发现:活动板背离土体发生位移时,活动板受到的土压力荷载减小,不动板受到的土压力荷载增加.定义土压力重分布参数λ(x),指出λ(x)与到活动板距离x与活动板宽度B的比值近似呈指数函数关系,且变化规律受竖向荷载、活动板位移及活动板宽度的影响较小;活动板位移产生的土压力重分布影响范围为4倍的活动板宽度;活动板平均土压力减小量△σ-p与活动板位移与宽度比值近似呈双曲线关系.基于对试验数据的拟合分析,提出因支护结构局部松弛变形产生的水平向重分布土压力的计算方法,对于柔性支护结构的空间土压力分布规律研究具有重要参考价值.     

土钉墙设计理论探讨与讨论

１ 问题的提出 本文对基坑护壁采用土钉墙或喷锚支护的传统设计提出怀疑。所怀疑的不是朗肯土压力分布规律,而是这种计算与基坑稳定初始条件不符。土钉或喷锚不是支挡结构,而是与土组成共同承载结构──“钢筋土”结构。 基坑在开挖过程中土体发生应力重新分布,引起周边土体变形。此时土钉或锚杆限制土体变形,产生相互作用。基于这样一个物理力学过程,本文提出用弹性力学来分析土钉墙的受力状态。将土钉墙视为承受土压力的结构,在土压力作用下求出墙内各点应力表达式,根据应力分布规律来设计土钉或锚杆参数及其布置。 基于前人的研究…     

朗肯土压力计算方法在基坑工程中的应用

通过分析改进的土压力与朗肯土压力对支护结构内力差异,提出了一种改进的基坑支护土压力计算方法。     

考虑桩-土摩擦的双排桩桩间有限土体土压力计算

在双排桩支护结构中,前、后排桩之间的土体也被称之为有限土体。而建立在半无限土体假定的传统朗肯土压力理论并不适用于有限土体的计算。通过考虑前、后排桩与桩间有限土体之间的切向摩擦力作用,建立了双排桩桩间有限土体土压力计算模型,并在进行适当简化后给出了桩间有限土体土压力的表达式。通过与FLAC3D进行对比表明,给出的计算公式与数值模拟拟合较好,证明计算公式是合理的。同时揭示出桩间有限土体土压力强度在开挖面附近增大趋势逐渐降低;桩间有限土体土压力与朗肯主动土压力相比,深度越大,差别越大。在规范要求范围内研究有限土体宽度L时(2d~5d),土压力、桩身弯矩均随L增大而增大;桩身位移随L增大而减小。     

非饱和土土压力在盂县基坑工程中的应用

按照经典土压力理论进行基坑支护设计,非饱和土地区基坑支护结构实测位移通常远小于设计值,其中一个重要原因是未按非饱和土特性计算土压力。针对山西盂县某基坑工程实例,根据勘察报告与Van Genuchten模型确定非饱和黄土土—水特征关系曲线。严格证明了总黏聚力法和卢宁吸应力法两种方法在计算非饱和土土压力时完全等效。应用非饱和土理论,考虑基质吸力的影响,计算支护结构土压力,按照规范方法计算支护结构变形。选取坑边超载较小的两工段,按照非饱和土土压力理论设计并施工灌注桩和SMW工法桩进行试验,结果表明,采用非饱和土理论设计所得支护结构主动土压力有所减小而被动土压力有所增大,支护结构内力与变形远小于规范方法计算值,且更接近于实测值。本工程非饱和土饱和度变化范围内,按非饱和土理论计算所得支护结构受力和变形都在规范方法计算值80%以内。