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长期渗漏水条件下海陆相浅埋盾构隧道隧顶水土荷载计算

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岩石力学与工程学报 2021年第10期40卷 2149-2160页

作者：刘世伟赵书争付迪赵强朱泽奇河北工程大学水利水电学院河北邯郸056038 河北工程大学河北省智慧水利重点实验室河北邯郸056038 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 上海建工四建集团有限公司上海201103

盾构隧道长期渗漏水严重影响着管片外侧水土荷载作用。通过理论分析获得隧顶上覆竖向平均渗透梯度表达式和考虑大主应力拱效应的侧向土压力系数计算公式,进一步构建考虑长期渗漏水效应的隧顶水土荷载计算模型,依托横琴隧道下穿马骝洲水... 详细信息

盾构隧道长期渗漏水严重影响着管片外侧水土荷载作用。通过理论分析获得隧顶上覆竖向平均渗透梯度表达式和考虑大主应力拱效应的侧向土压力系数计算公式,进一步构建考虑长期渗漏水效应的隧顶水土荷载计算模型,依托横琴隧道下穿马骝洲水道段两个典型断面的地质条件和水土荷载实测结果,对不同计算工况下的理论分析结果和现场实测值进行对比分析。得出以下主要结论:提出模型能够对海相段和陆相段的盾构隧道隧顶水土压力进行合理有效评价,相比Dimitrios Kolymbas有效应力法和Terzaghi总应力法,本文方法误差最小;随着土体内摩擦角增加,侧向土压力系数呈现先略减小后增大的变化规律,表明达到一定条件时土拱效应对侧向土压力系数才能起主导作用影响;隧顶水土荷载与隧道埋深直径比呈现增加速率逐渐衰减的正相关关系,与土体重度和管片外侧水头呈现线性正相关关系,与单宽渗漏水量呈现线性负相关关系。相关研究成果能够为我国水下盾构隧道合理设计提供理论依据。

关键词：隧道工程海陆相盾构隧道渗漏水水土荷载土拱效应侧向土压力系数

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渐近状态土压力计算方法

岩土力学 2010年第11期31卷 3574-3578页

作者：崔文杰姚仰平北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

挡土墙侧向土压力主要取决于墙体位移条件。在考虑土体平面应变简单加载条件下不同方向主应力的大小关系以及砂土剪胀特性的基础上,由砂土渐近状态公式得到挡土墙主动位移土压力区和被动位移土压力区任意墙体位移条件下侧向土压力系数K... 详细信息

挡土墙侧向土压力主要取决于墙体位移条件。在考虑土体平面应变简单加载条件下不同方向主应力的大小关系以及砂土剪胀特性的基础上,由砂土渐近状态公式得到挡土墙主动位移土压力区和被动位移土压力区任意墙体位移条件下侧向土压力系数K的计算公式。与已有方法相比,通过引入渐近状态准则,考虑了砂土剪胀特性对土压力大小的影响,计算参数确定方法试简单。通过与模型试验的对比,验证了该公式的合理性。

关键词：侧向土压力系数侧向位移应变增量比渐近状态挡土墙

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地面出入式盾构隧道受力变形特性数值分析

地下空间与工程学报 2016年第2期12卷 436-441页

作者：张旭叶冠林吴惠明滕丽上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海城建集团公司上海200122

地面出入式盾构隧道(GPST)是一种不需要工作井的新型盾构工法,在国内首次应用于南京地铁。盾构机从地面直接出发,隧道所受荷载与一般隧道有很大区别,传统的惯用法是否适用尚存疑问,因此需要进一步研究隧道的受力变形特性。本文以地面出... 详细信息

地面出入式盾构隧道(GPST)是一种不需要工作井的新型盾构工法,在国内首次应用于南京地铁。盾构机从地面直接出发,隧道所受荷载与一般隧道有很大区别,传统的惯用法是否适用尚存疑问,因此需要进一步研究隧道的受力变形特性。本文以地面出入式盾构施工过程中出现的负覆土—零覆土—浅覆土工况作为研究对象,建立精细化隧道三维模型,分析隧道在不同覆土厚度工况下的受力变形规律,并获得相应的横向刚度折减系数。同时针对土体侧向土压力系数K0进行参数分析,揭示不同地层条件下隧道收敛变形的变化规律。研究表明,横向刚度折减系数随覆土深度增加而增加,而且随着覆土厚度的增加,变形模式由"横鸭蛋"变为"竖鸭蛋"的临界K0系数值逐渐增大。

关键词：地面出入式盾构负覆土三维精细化模型刚度折减系数侧向土压力系数

桩承式路堤土拱效应的改进Terzaghi方法

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水文地质工程地质 2010年第4期37卷 74-76,96页

作者：余闯刘松玉杜广印温州大学建筑与土木工程学院温州325035 东南大学岩土工程研究所南京210096

桩承式路堤的关键问题在于桩体荷载分担比的计算,其主要方法是土拱理论。本文在传统太沙基土拱理论的基础上,通过改进边界条件、侧向土压力系数和考虑变形等三个因素对其进行了改进和修正,建议土拱高度取值为1.4(s-a),并考虑路堤沉降对... 详细信息

桩承式路堤的关键问题在于桩体荷载分担比的计算,其主要方法是土拱理论。本文在传统太沙基土拱理论的基础上,通过改进边界条件、侧向土压力系数和考虑变形等三个因素对其进行了改进和修正,建议土拱高度取值为1.4(s-a),并考虑路堤沉降对侧向土压力系数k的影响,建立了改进的土拱效应计算方法。通过对两个工程实例的计算,本文提出的计算结果和实测结果具有很好的一致性,而且反映出了土体应力分布规律、土拱作用机理以及土拱的作用范围。

关键词：桩承式路堤土拱效应侧向土压力系数竖向应力

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高压对砂性颗粒材料破碎力学性能影响分析

科学技术与工程 2019年第2期19卷 192-199页

作者：张海涛中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

砂土小应变条件下动力特性的细观分析是解决工程微振动实践问题的重要依据。越来越多的大型基础设施的建设导致高压条件下,砂土的动力特性会因为颗粒材料状态的变化而发生改变。通过Ottawa砂、福建砂、粉煤灰三种不同颗粒材料在高压条... 详细信息

砂土小应变条件下动力特性的细观分析是解决工程微振动实践问题的重要依据。越来越多的大型基础设施的建设导致高压条件下,砂土的动力特性会因为颗粒材料状态的变化而发生改变。通过Ottawa砂、福建砂、粉煤灰三种不同颗粒材料在高压条件下应力应变、剪切波速、压缩波速以及侧向土压力系数等土力学参数的演化过程,对砂性颗粒的动力特性进行研究。研究结果表明,三种砂性颗粒在7 MPa左右压力下会产生破碎;颗粒的剪切波速和压缩波速会随着压力的增加而增加。侧向土压力系数在加载过程中增量较小;但是在卸载时会随着压力的减小而大幅增加;同时验证了弯曲压缩元可以在高压条件下可以正常工作。

关键词：颗粒材料颗粒破碎一维压缩波速侧向土压力系数

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k_0≠1时条形荷载下地基承载力解析计算

中国科技论文 2018年第1期13卷 23-26,44页

作者：侯超群张亭亭孙志彬章哲一王晓谋合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009 长安大学公路学院西安710064

在考虑侧向土压力系数k_0≠1的情况下,根据均布荷载作用下弹性应力解和摩尔-库伦破坏准则,推导出条形荷载下地基承载力的精确公式,修正了现有的地基承载力公式的不足之处。解析过程表明当M点处于基础中心点竖直方向以下时,地基中塑性区... 详细信息

在考虑侧向土压力系数k_0≠1的情况下,根据均布荷载作用下弹性应力解和摩尔-库伦破坏准则,推导出条形荷载下地基承载力的精确公式,修正了现有的地基承载力公式的不足之处。解析过程表明当M点处于基础中心点竖直方向以下时,地基中塑性区开展到最大深度。同时,将该公式的计算结果与现有公式的计算结果进行了对比,证明了该公式的精确性。在此基础上,讨论了侧向土压力系数对于地基承载力的影响。

关键词：地基承载力临塑荷载临界荷载侧向土压力系数

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垃圾填埋场衬垫系统沉陷机理及抗沉陷设计

垃圾填埋场衬垫系统沉陷机理及抗沉陷设计

作者：陈若曦浙江大学

学位级别：硕士

随着我国经济的快速发展和城市化水平的提高,城市生活垃圾产量日益增加,而目前为止填埋仍是垃圾处理的主要方式。由于垃圾体成分复杂,压缩性高且分布不均匀,填埋场容易发生局部沉陷甚至塌方等情况。下卧垃圾堆体发生局部沉陷时沉陷区上... 详细信息

随着我国经济的快速发展和城市化水平的提高,城市生活垃圾产量日益增加,而目前为止填埋仍是垃圾处理的主要方式。由于垃圾体成分复杂,压缩性高且分布不均匀,填埋场容易发生局部沉陷甚至塌方等情况。下卧垃圾堆体发生局部沉陷时沉陷区上方的衬垫系统产生较大的内力和变形,可能破坏衬垫系统,造成渗滤液的渗漏,并带来填埋场污染事故甚至失稳破坏。鉴于目前对衬垫系统抗沉陷的设计都局限在工程经验或半经验的基础上,因而有必要开展衬垫系统抗沉陷的机理研究,并在此基础上提出合理的工程设计方法。本文首先根据模型试验和数值分析结果,基于主应力轴旋转理论修正了Terzaghi松动土压力公式中的侧向土压力系数,修正后的Terzaghi松动土压力公式计算结果与实测和数值分析结果吻合良好;同时考虑土拱效应,提出了基于位移相关的竖向土压力表达式。从而为局部沉陷条件下衬垫系统的合理受力与变形分析奠定了基础。结合所提出的位移相关竖向土压力的表达式,建立了填埋场平面应变和轴对称两种形式局部沉陷条件下衬垫系统受力变形的解析分析模型,模型考虑了衬垫系统大变形和沉陷区周围衬垫系统滑移对衬垫系统受力和变形的影响。编制了相应的Matlab计算程序,计算结果得到了FLAC数值分析结果的验证,并进行了参数分析。最后,根据工程的实际情况,结合Giroud(1990)抗局部沉陷的工程设计方法,提出了基于位移相关竖向土压力的填埋场衬垫系统抗局部沉陷的工程设计方法,并应用于实际工程。对于衬垫系统上方垃圾堆体小于30m的情况,Giroud(1990)传统设计方法计算结果偏保守,而当衬垫系统上方垃圾堆体大于30m时,该方法则偏不安全。由于本文提出的工程设计方法合理考虑了衬垫上方竖向土压力随竖向位移的变化,其分析结果更接近实际情况。

关键词：填埋场土拱效应 Terzaghi松动土压力侧向土压力系数局部沉陷衬垫系统位移相关土压力

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回填期挡土墙的性能

江西水利科技 1980年第3期 20-28页

作者：斯·英哥德刘新民江西工学院

应当承认,采用现代技术建造的挡土结构,其侧向土压力的分布和大小不同于运用古典土压力理论所得结果〔参考文献1、6、13、14〕。这种情况在很大程度上归因于墙体邻近碾压引起的应力。本文论述钢筋混凝土悬臂式挡土墙的性能;说明墙身根... 详细信息

应当承认,采用现代技术建造的挡土结构,其侧向土压力的分布和大小不同于运用古典土压力理论所得结果〔参考文献1、6、13、14〕。这种情况在很大程度上归因于墙体邻近碾压引起的应力。本文论述钢筋混凝土悬臂式挡土墙的性能;说明墙身根部产生的大弯矩已经不能用古典土压力理论来预测;提出了一种因碾压而产生的侧向压力的简单理论;并把运用此种理论的分析与挡土墙的实际性能作了比较。二、构造数据挡土墙属于常规悬臂结构设计,用以围护土堤。整个墙顶高程同为假定基准面以上7.8米,其底板高程或为假定基准面零米、或为假定基准面以上2.1米,因此挡土墙的高度或为7.8

关键词：挡土墙弯矩跟部弯曲力矩填土土方工程碾压锻造牛顿主动土压力系数侧向土压力系数最大干容重土压力理论

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土拱效应计算理论比较与讨论

路基工程 2022年第4期 1-6页

作者：胡惠华何开陈鑫李立刚邬远明湖南省交通规划勘察设计院有限公司长沙410200 中南公路建设及养护技术湖南省重点实验室长沙410200 云南省交通规划设计研究院有限公司昆明650299

系统地阐述了土拱效应的起源、验证与发展,并详细介绍了土拱效应在桩承式路堤、挡土墙、被动桩等领域中的应用。将各领域中的土拱方法分为微分单元法与合理拱轴线法,指出各方法中理论上的区别及计算结果差异。微分单元法起源于粮仓效应... 详细信息

系统地阐述了土拱效应的起源、验证与发展,并详细介绍了土拱效应在桩承式路堤、挡土墙、被动桩等领域中的应用。将各领域中的土拱方法分为微分单元法与合理拱轴线法,指出各方法中理论上的区别及计算结果差异。微分单元法起源于粮仓效应中的Janssen连续介质模型,最先由Terzaghi提出,后续学者对微分单元法的改进也借鉴了改进的Janssen模型思想;合理拱轴线法即“结构拱”法,起源于普氏拱理论,与土拱效应应力转移本质有些出入。最后,讨论了微分单元法中的侧土压力系数与应力偏转迹线等相关问题,提出了侧向土压力系数新的表达形式,改进了以往水平方向静力不平衡问题,将微分单元法引入抗滑桩,为抗滑桩土拱效应的研究提供了新的思路。

关键词：土拱效应粮仓效应颗粒物质连续介质模型侧向土压力系数