基坑支护结构计算的位移土压力法

基坑支护结构的土压力的大小和分布与支护结构的侧向位移有关.本文提出了位移土压力法,可考虑挡土桩墙侧向位移对土压力的影响,使挡土桩墙结构计算更为合理.     

考虑变形影响的挡土结构受力分析方法及应用

作用在挡土结构上的土压力会随着土体出现的位移量而发生变化。据此,提出考虑变形影响的挡土结构受力分析方法,如果土体的位移量在极限变形范围内,采用考虑位移的土压力计算公式;如果土体的位移量超出了极限状态,则采用考虑滑动面的土压力计算公式,并将该方法的计算结果与前人的离心模型试验实测结果以及数值模拟结果进行对比分析,验证该分析方法的合理性,最后应用到实际工程,为工程的合理施工提供了正确指导。     

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。     

软土地基基坑挡土结构设计参数经验公式

土压力系数和土的水平抗力比例系数是基坑挡土结构设计的重要计算参数。土压力和土的水平抗力是与土的物理力学性质和挡土结构刚度、支撑、位移有着密切关系。本文通过挡土结构原位测试的实测土压力与挡土结构位移,经反分析逐一叠代得到的土压力系数与土的抗剪强度内摩擦角和土的水平抗力比例系数与挡土结构位移、土的抗剪强度内摩擦角,采用数理统计和相关关系分析方法,建立的土压力系数和水平抗力比例系数经验公式,对深基坑支护设计具有实用意义。     

土与变形完全耦合的挡土结构分析方法

通过分析目前挡土结构常用计算方法存在的不足,以墙体两侧的静止土压力为初始条件,考虑土压力与墙体变形完全耦合和应力历史对被动区土压力的影响,提出了一种挡土结构内力、变形和稳定分析的新方法,比现行方法在理论上更加合理.算例的计算结果与现行方法的比较表明,该方法是实用而有效的;对参数的研究则表明,该方法中被动区的地基反力参数对计算结果的影响明显大于主动区.     

刚性挡土墙平移时的土压力计算模型

用指数函数描述了在挡土墙平移时作用于挡土结构上的土压力与墙体位移之间的相互关系,建立了不同位移情况下挡土结构处于非极限状态时,挡土墙墙后土体施加于挡土墙上的土压力计算模型,从而促进土压力的研究。     

地震作用下桩间挡土构件主动土压力极限分析方法

地震作用下抗滑桩或支护桩之间挡土构件的土压力计算是工程技术人员面对的难题之一。根据一系列试验现象归纳出的桩间土体滑塌面特点,建立了桩间挡土构件后侧土体局部失稳的三维滑动楔形体模型。通过计算三维失稳机构的内部能量耗损率和外荷载功率,根据极限分析上限定理建立了能够考虑地震作用的桩间挡土构件主动土压力解析计算方法。将桩间挡土构件土压力计算结果与等尺寸刚性挡墙土压力对比发现,基于三维楔形体模型得到的挡土构件主动土压力小于采用平面应变模型的挡墙主动土压力。通过分析多个水平和竖直地震加速度组合对应的桩间挡土构件主动土压力发现,水平地震加速度与竖直地震加速度对桩间挡土构件主动土压力均有明显影响,同时考虑双向地震作用得到的挡土构件主动土压力大于单独考虑水平或竖直地震作用时的挡土构件主动土压力。     

用蒙特卡罗法确定土压力的概率分布

一、前言在房屋建筑、水利工程、铁路及桥梁工程的设计中都离不开土压力的计算。例如:支撑建筑物周围填土的去护结构,地下室侧墙、桥台等等的设计计算。土压力是土因自重或外荷载作用下产生的对挡土结构的侧向压力,它是挡土结构的主要外荷载。设计挡土结构首先要确定土压力的性质、大小和作用点。     

柔性挡土结构空间土压力性状的三维有限元分析

为了研究基坑开挖对柔性挡土结构土压力空间分布规律的影响,进而为基坑的设计与安全防护提供相应依据,用ABAQUS建立基坑开挖的有限元模型,分析基坑开挖对挡土结构“单片墙”空间土压力的影响。考虑了不同刚度、有无支撑、不同开挖深度对挡土墙不同部位的土压力分布和挡土墙位移的影响,并将挡土结构三维土压力分布规律与二维数据进行了对比,验证了三维有限元模拟的必要性,对比了加支撑与否对基坑土压力空间分布的影响。结果表明:“单片墙”主动区土压力呈马鞍状分布,挡土结构后部土体的影响范围和下部土体的影响范围都约为2倍开挖深度;支撑结构极大地限制了墙后土体危险区域的范围,但是对墙下土体的限制作用并不是很明显。     

考虑变形与时间效应的土压力计算方法研究

根据土压力的大小随挡土墙位移变化而变化原特点,提出了考虑位移的土压力计算方法,并在此基础上推导了考虑位移的朗肯土压力理论,又根据土压力随时间的发展规律,提出了考虑时间效应的土压力计算方法,最后,提出了考虑变形和时间效应的土压力计算方法。     

考虑三维空间效应的砌块土坡侧向土压力分析

在支挡结构稳定性设计中,基于侧向土压力系数的设计方法简单易用,一直被广泛用于实际工程中。已有侧向土压力系数主要在平面应变分析方法下计算获得,忽略了三维空间效应的影响。基于三维边坡稳定分析方法,采用变分法获得安全系数极值下对应的三维破坏机制,建立考虑三维效应的砌块土坡侧向土压力计算方法,从而揭示三维效应对砌块土坡侧向土压力大小的影响规律。提出的方法还考虑了砌块与土摩擦作用力和水平地震力的影响。给定参数值,通过优化计算获得了不同长高比下的三维砌块土坡水平土压力系数,以图的形式给出便于使用。从计算结果可以发现,在地震作用下,三维空间效应对侧向土压力的影响显著,特别是对于垂直的支挡结构。最后结合算例,通过与传统的平面应变下侧向土压力结果进行对比分析,显示了考虑三维效应的土压力系数对支挡结构稳定性设计的重要性。     

土力学极限分析的滑移单元最优化计算法及侧土压力计算

本文介绍了P.Gussmann提出的滑移单元(KEM)法,就档土结构的侧土压力问题给出了一些计算实例。该方法采用有限单元离散化,利用最优化过程求得最佳上限解。该方法可用于土和松散岩石的挡土结构、承载地基、边坡稳定性等问题的计算,与传统的工程方法相适应,便于工程应用,而且对三维问题也提供了解决的途径。     

土钉支护结构侧压力分布规律分析

在基坑土钉支护设计中,一般用坑壁侧压力来估算土钉的间距、内力和长度,因此侧压力大小及分布的合理确定对设计有显著影响。通过应用三维非线性有限元方法,并采用能够在一定程度上反映基坑开挖过程中土体变形特点的本构模型,对土钉支护结构进行受力分析。计算分析表明：土钉支护中相应坑壁侧压力分布与经典土压力分布差别较大,其合力值在主动...     

基于库仑理论的主动土压力非线性分布特征

基于库仑土压力理论的假设,挡土墙土压力是由墙后填土在极限平衡状态下出现的滑动楔体产生,对局部三角形滑楔体进行力和力矩平衡分析,建立挡土墙上土压力强度的两个基本微分方程式;比较两式得到了主动土压力分布系数,由此推导了土压力强度和土压力合力作用点高度的理论公式,并分析了填土内摩擦角、墙背摩擦角、填土倾角、墙背倾角和填土表面...     

预应力返包式加筋土挡墙的动力响应分析

在地震作用下,返包式加筋土挡墙作为一种柔性结构常因侧向变形较大或局部产生破坏而影响其正常使用。为解决该问题,提出了预应力返包式加筋土挡墙结构。为完善预应力返包式加筋土挡墙的设计理论,运用拟动力法和附加应力法理论,以预应力返包式加筋土挡墙作为研究对象,结合现有的加筋土挡墙侧向动土压力和侧向位移计算理论,提出了一套用于计算预应力返包式加筋土挡墙侧向动土压力和侧向位移的理论公式。结合室内振动台模型试验验证了所提理论方法的可行性和合理性。该方法计算简洁,适用性广,能够较好地计算预应力返包式加筋土挡墙的侧向动土压力和侧向位移,对完善预应力返包式加筋土挡墙的设计理论具有一定的指导和借鉴意义。     

内支撑鼓型变位挡土墙的侧土压力分布简化图式

确定作用在挡土墙上的侧土压力分布是岩土结构设计的重要内容。通过对内支撑鼓型变位挡土墙侧土压力分布的分析,提出适用于该种位移模式下的侧土压力分布简化模式。通过两个工程实例,分别与Terzagli-Peck图式、Tschebotarioff图式等进行对比。对比表明,提出的模式与实测土压力更接近。     

基坑围护结构侧向变形引起的坑外土体变形研究

基坑围护结构侧向变形引起的土体侧移和沉降,会对坑外桩基的水平和竖向承载性状造成影响。基于影像源法,在综合考虑围护结构变形、地表沉降以及围护结构变形方向对坑外土体位移影响的基础上,对基坑围护结构侧向变形引起的坑外土体侧移和沉降计算方法展开了研究。首先,采用分段法,分别研究了围护结构变形和地表沉降作用下坑外土体侧移及深层沉降;然后,基于叠加原理,针对坑外任意点位置土体侧移和沉降,推导出了适用于不同基坑围护结构变形模式的相关计算公式;最后,将采用本文方法得到的坑外土体侧移及沉降计算结果同实测结果及现有理论方法的计算结果进行对比分析。结果表明,采用本文方法得到的坑外土体侧移及深层沉降与现场实测结果吻合度更高,从而验证了本文方法的可行性。     

考虑邻近地下室外墙侧压力影响的平动模式挡土墙主动土压力研究

 对于挡土墙距既有地下室很近,墙后填土宽度有限的情形,采用经典的库仑、朗肯土压力理论计算挡墙主动土压力是不严格的。通过有限元数值分析发现,当挡墙平动、填土达到主动极限状态时,无黏性土滑动土楔与邻近地下室外墙并未脱开,地下室外墙上全深度承受侧压力;随着填土宽高比n的不同,挡墙与地下室外墙间土体内将形成一道或多道滑裂面,且最靠近地表的滑裂面与挡墙或地下室外墙交点以上的土压力近似为库仑主动土压力。由此建立新的土压力计算模型,给出了挡墙主动土压力系数 和第一道滑裂面倾角 的求解方法,采用水平薄层单元法,得到了挡土墙主动土压力的分布以及合力作用点相对高度 的理论公式,并通过典型算例,与经典土压力理论、前人理论方法及有限元数值解进行对比。研究发现,挡土墙土压力为非线性的鼓形分布,当土体内摩擦角 和墙土摩擦角 取定值且 0°时, 随着n的增大而增大,而 和 随着n的增大而减小,当 时, 和 值与库仑解一致;当 0°时,不论n取何值, 和 值恒等于朗肯理论解,且 。     

某边坡建筑结构设计思路分析

介绍了在黄土地区,某边坡建筑与边坡挡土墙工程整体的结构设计思路,即利用建筑外墙兼做边坡挡土墙,利用建筑自重抵抗边坡侧向土压力,同时对在建筑结构设计计算过程中出现的问题进行简要分析,并提出相应的解决办法,对今后边坡建筑的设计有一定参考意义。     

Seismic Earth Pressure Exerted on Retaining Walls Under a Large Seismic Load

In recent years, serious damage has been done to retaining structures because of large earthquakes. In order to establish practical methods for evaluating the seismic earth pressure, which is one of the important external forces acting on retaining structures during large earthquakes, a series of shaking table tests was conducted on retaining wall (RW) models. The experiments revealed that the seismic active earth pressure was considerably smaller than that obtained by the Mononobe-Okabe theory, particularly under a large seismic load. Furthermore, it was demonstrated that the seismic earth pressure had an upper limit, which was determined by the force equilibrium of the soil wedge at the critical state when the RW lost its stability. On the basis of the test results, a new method to evaluate the seismic earth pressure for practical designs under a large seismic load has been suggested. This proposed method provides a reasonable earth pressure as well as an angle of failure plane, those of which depend on the seismic stability of the retaining wall. It has been confirmed that earth pressure obtained by the proposed method agrees well with the measured seismic earth pressure exerted on several retaining walls with different degrees of stability.