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倾斜挡墙黏性填土非极限主动土压力计算研究

长江科学院院报 2021年

作者：陈建旭钱波郭宁余明东庄锦亮西昌学院土木与水利工程学院

朗肯理论局限于求解墙背铅直且光滑，墙后填土位移达到极限状态的土压力，因而开展倾斜粗糙墙背的非极限主动土压力的理论研究具有重大意义。将墙后黏性填土滑裂体分为弹性区和塑性区两部分，并基于非极限状态下的虚功原理，建立了能量... 详细信息

朗肯理论局限于求解墙背铅直且光滑，墙后填土位移达到极限状态的土压力，因而开展倾斜粗糙墙背的非极限主动土压力的理论研究具有重大意义。将墙后黏性填土滑裂体分为弹性区和塑性区两部分，并基于非极限状态下的虚功原理，建立了能量守恒方程，推导了张拉裂缝深度及潜在滑裂面的解析式。在此基础上，考虑了土拱效应，并通过摩尔应力圆，得到了水平应力、竖向应力的表达式，由水平层分析法建立受力平衡方程，推求了倾斜挡墙黏性填土非极限主动土压力分布、合力大小、合力作用点位置的理论表达式。当满足朗肯假设时，朗肯裂缝深度、滑裂面倾角、合力值为其特解。由两例模型试验验证了公式的合理性。研究表明：张拉裂缝深度与填土内摩擦角φm、填土粘聚力cm、墙土摩擦角δm、墙土粘聚力cwm、墙体位移比η呈正相关，与墙背倾角ε呈负相关。潜在滑裂面倾角大小与cm无关，随ε、φm、η的增大而增大，而δm、cm对其影响则相反。墙背光滑时，土压力近似呈线性分布，合力作用点位置与朗肯解接近；墙背粗糙时，土压力则呈凸曲线分布，上部大于朗肯解，下部反之，其大小随η、φm、cm的增加而减小，峰值随ε的减小而有所提高，cwm对其影响甚微，合力作用点位置仅在俯斜式挡墙发生较大位移时才可能低于朗肯解。

关键词：倾斜挡墙黏性填土虚功原理裂缝深度土拱效应非极限主动土压力

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坡地建筑外立面火灾温度演化研究

中国安全生产科学技术 2022年第1期18卷 23-28页

作者：王心凯何清唐飞中国科学技术大学管理学院安徽合肥230026 安徽工业大学能源与环境学院安徽马鞍山243002 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室安徽合肥230026

针对坡地建筑外立面开口火溢流行为,为了预测不同坡地角度时圆形开口建筑火溢流的外立面热羽流温度分布规律,采用1∶8缩尺寸建筑火灾模型,开展圆形开口建筑火溢流实验研究。结果表明:在建筑火灾燃烧状态稳定下,对于确定开口尺寸、火源... 详细信息

针对坡地建筑外立面开口火溢流行为,为了预测不同坡地角度时圆形开口建筑火溢流的外立面热羽流温度分布规律,采用1∶8缩尺寸建筑火灾模型,开展圆形开口建筑火溢流实验研究。结果表明:在建筑火灾燃烧状态稳定下,对于确定开口尺寸、火源功率以及坡地坡度(倾斜挡墙)下,带有圆形开口的燃烧室内温度基本均匀且保持一致;针对圆形开口建筑,倾斜挡墙坡度越大,外立面的温度越高;基于热羽流温度实验数据,建立考虑不同开口尺寸、火源功率和倾斜挡墙角度影响下圆形开口建筑火灾溢出热羽流的竖向温度预测模型。

关键词：建筑火灾圆形开口火溢流倾斜挡墙外立面热羽流温度

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不同位移模式下倾斜挡墙土压力的离散元分析

不同位移模式下倾斜挡墙土压力的离散元分析

基于主应力迹线分层的挡墙被动土压力分析方法

第十一届全国土力学及岩土工程学术会议

作者：张望城蒋明镜刘芳周雅萍肖俞同济大学地下建筑与工程系同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室

挡墙的位移模式和位移量是影响墙后土压力的两个主要因素.位移模式不同,土压力分布和总土压力的变化不同;位移量不同,土压力分布和总土压力也不同.采用离散元分析软件PFC2D模拟了墙后填土为砂土的倾斜刚性挡墙在不同位移模式下主、被动... 详细信息

挡墙的位移模式和位移量是影响墙后土压力的两个主要因素.位移模式不同,土压力分布和总土压力的变化不同;位移量不同,土压力分布和总土压力也不同.采用离散元分析软件PFC2D模拟了墙后填土为砂土的倾斜刚性挡墙在不同位移模式下主、被动土压力的渐进变化过程.分析了不同位移模式下总土压力的变化、土压力分布情况、合力作用点和土体滑裂面形状等问题.模拟结果表明:不同位移模式下,总土压力渐进变化直到极限状态;RT模式和RB模式下土压力分布非线性,T模式下土压力线性分布;RT和RB模式下合力作用点偏离Coloumb理论解;RT模式和T模式下滑裂面为通过墙踵的曲线,RB模式下滑裂面不通过墙踵;RT模式下靠近墙顶处土体存在显著的土拱效应.

关键词：倾斜挡墙土压力位移模式滑裂面土拱效应离散元

来源： cnki会议评论

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岩土力学 2020年第9期41卷 3022-3030页

作者：张慧姐曹文贵刘涛湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

为了探讨墙背倾斜与粗糙程度对挡墙被动土压力的影响,首先,结合被动状态下受挡墙墙背和滑动面摩擦影响的滑动土楔内主应力传递特点,采用圆弧形主应力迹线描述滑动土楔中最大主应力传递规律,并提出了最大主应力迹线几何参数的确定方法;然... 详细信息

为了探讨墙背倾斜与粗糙程度对挡墙被动土压力的影响,首先,结合被动状态下受挡墙墙背和滑动面摩擦影响的滑动土楔内主应力传递特点,采用圆弧形主应力迹线描述滑动土楔中最大主应力传递规律,并提出了最大主应力迹线几何参数的确定方法;然后,采用沿最大主应力迹线的分层方法将挡墙后滑动土楔划分为若干圆弧形曲线薄层单元,并通过该薄层单元受力分析,依据其静力平衡条件建立了挡墙被动土压力分析新方法。该方法不仅可反映墙土摩擦和墙背倾斜程度对被动土压力的影响,而且有效避免了目前土压力分析方法研究中普遍采用的直线薄层单元难以准确考虑复杂的单元实际受力情况的问题,从理论上确保了新提出的挡墙被动土压力分析方法更具合理性;最后,通过试验、现有同类方法及所提方法分析曲线的对比,表明了新方法的合理性与优越性。就墙背倾斜与粗糙程度对挡墙被动土压力分布及合力作用点高度的影响规律也进行了探讨。

关键词：被动土压力墙土摩擦倾斜挡墙圆弧形曲线薄层单元大主应力迹线

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基于曲线薄层单元的无黏性土挡墙土压力分析方法研究

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基于曲线薄层单元的无黏性土挡墙土压力分析方法研究

作者：张慧姐湖南大学

学位级别：硕士

墙背粗糙是挡土墙存在的客观现实,倾斜挡墙也是经常采用的挡土墙形式,如何考虑墙背粗糙和倾斜程度影响已成为目前挡墙土压力分析方法研究极其重要的问题,这正是本文研究的出发点。为此,本文将在探讨主动和被动状态下挡土墙墙后土体主应... 详细信息

墙背粗糙是挡土墙存在的客观现实,倾斜挡墙也是经常采用的挡土墙形式,如何考虑墙背粗糙和倾斜程度影响已成为目前挡墙土压力分析方法研究极其重要的问题,这正是本文研究的出发点。为此,本文将在探讨主动和被动状态下挡土墙墙后土体主应力传递特点与规律的基础上,采用沿主应力迹线分层的方法将墙后滑动土楔划分成若干曲线形薄层单元,对挡墙主动和被动土压力分析方法进行深入研究。首先,结合主动和被动状态下受挡墙墙背和滑动面摩擦影响的滑动土楔内主应力传递特点,采用圆弧形小主应力迹线和大主应力迹线分别描述主动和被动状态下滑动土楔内主应力传递规律。然后,根据墙土接触处和滑动面处土体的应力状态,分别探讨滑动土楔中最小和最大主应力方向偏转的变化规律。同时,为确定主应力迹线上应力分布的方式,考虑到墙后土体主要表现为重力场特点,假定沿着主应力迹线的方向,主动状态下不同深度处的最大主应力和被动状态下不同深度处的最小主应力随深度呈线性增量变化。然后,在确定最小和最大主应力迹线几何参数的基础上,分别采用沿最小和最大主应力迹线分层的方法将墙后滑动土楔划分成若干曲线形薄层单元。根据曲线薄层单元各边界面及其重力的受力特点,建立了曲线薄层单元受力分析模型和受力分析方法,并结合曲线薄层单元整体的静力平衡条件、边界条件建立单元控制微分方程,进而获得了基于曲线形薄层单元的无黏性土挡墙主动和被动土压力分析方法。该方法不仅可反映墙土摩擦和墙背倾斜程度对主动和被动土压力的影响,而且,有效避免了目前土压力分析方法研究中普遍采用的直线薄层单元难以准确考虑复杂的单元实际受力情况的问题。最后,通过试验和本文与现有同类土压力方法分析曲线的对比分析,表明了主动和被动状态下本文理论与方法的合理性与优越性。并就墙背倾斜与粗糙程度,内摩擦角等因素对挡墙主动和被动土压力分布及合力作用点高度、土压力系数、土体主应力方向偏转程度等的影响规律进行了大量的敏感性分析。

关键词：主动土压力被动土压力墙土摩擦倾斜挡墙圆弧形曲线薄层单元最小主应力迹线最大主应力迹线