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土工格栅加筋土挡墙土压力分析及其计算方法改进

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西北工业大学学报 2022年第6期40卷 1366-1374页

作者：李丽华郑志刚严寒黄少平周鑫隆湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068

土压力分布规律与计算方法一直是加筋土挡墙研究中的难点问题。通过有限元方法探究了不同工况下加筋土挡墙主动土压力的大小和分布规律。结合内、外摩擦角的动态发挥提出针对非极限状态下的土压力计算方法,并与传统理论公式解、有限元... 详细信息

土压力分布规律与计算方法一直是加筋土挡墙研究中的难点问题。通过有限元方法探究了不同工况下加筋土挡墙主动土压力的大小和分布规律。结合内、外摩擦角的动态发挥提出针对非极限状态下的土压力计算方法,并与传统理论公式解、有限元数值解和实测结果进行对比,验证其合理性。结果表明:挡墙土压力数值大小受到土工格栅刚度和层数影响,呈现出随配筋层数和刚度增加,土压力逐渐减小的趋势。挡墙土压力大小与深度呈负相关,不同工况下加筋土挡墙土压力随深度变化趋势差异不大,加筋效果主要体现在挡墙上部。采用改进经验公式得到的非极限状态计算结果与实测结果整体一致,证明了改进公式的合理性。

关键词：土压力数值模拟土工格栅加筋土挡墙外摩擦角

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基于土拱效应确定桩板墙挡土板土压力

自然灾害学报 2023年第1期32卷 105-113页

作者：田洪义王朦贺建清林孟源刘泽中铁隧道勘察设计研究院有限公司广东广州511458 湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测省重点实验室湖南湘潭411201

基于土拱卸荷原理,借助土拱合理拱轴线假定,建立了桩间土拱的力学计算模型。基于桩间土拱静力平衡、跨中截面前缘土体极限平衡及拱脚受压区截面的强度等条件,提出了考虑滑坡推力作用下,桩间挡土板土压力的计算方法,并在将该方法与已有... 详细信息

基于土拱卸荷原理,借助土拱合理拱轴线假定,建立了桩间土拱的力学计算模型。基于桩间土拱静力平衡、跨中截面前缘土体极限平衡及拱脚受压区截面的强度等条件,提出了考虑滑坡推力作用下,桩间挡土板土压力的计算方法,并在将该方法与已有的方法进行对比分析的基础上,探讨了各参数对挡土板土压力影响的敏感性。分析结果表明,与采用传统土压力理论得到的土压力相比较,按文中方法得到的土压力明显偏小,但略大于按已有的考虑了土拱效应的挡土板土压力计算方法得到的结果;距宽比s/b、内摩擦角φ对作用于挡土板上的土压力有较大影响,黏聚力c的影响次之;挡土板上的土压力随s/b值的增大而递增,随c值、φ值的增大而递减。

关键词：桩板式挡土墙挡土板土拱效应滑坡推力土压力

平动位移下衡重式挡墙背土体破裂面特征及土压力分析

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东南大学学报（自然科学版） 2022年第3期52卷 547-556页

作者：罗强熊诗杰王腾飞黄豫张良西南交通大学土木工程学院成都610031 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室成都610031

通过有限元方法,分析墙背土体在衡重式挡墙平动位移下达到主动极限状态的过程中破裂面演化、土压力分布及其随挡墙位移变化规律,在与离心模型试验进行对比验证的基础上,讨论土压力的有限元值与规范计算值产生明显差异的关键因素,提出基... 详细信息

通过有限元方法,分析墙背土体在衡重式挡墙平动位移下达到主动极限状态的过程中破裂面演化、土压力分布及其随挡墙位移变化规律,在与离心模型试验进行对比验证的基础上,讨论土压力的有限元值与规范计算值产生明显差异的关键因素,提出基于破裂面剪切状态的衡重式挡墙土压力计算修正模式.结果表明:处于主动极限状态的墙背土体仅产生下墙破裂面和上墙第二破裂面,而规范方法假定的上墙第一破裂面并未形成;第一破裂面剪切角发挥程度会显著调整土压力在上、下墙间的分配比例,造成上墙土压力模拟值相较于规范值平均偏大59.2%,而下墙平均偏小28.0%;基于第一破裂面剪切角发挥系数η的衡重式挡墙土压力计算修正模式可使破裂面倾角和土压力计算值与有限元值吻合,η取值主要受路堤边坡高度影响.

关键词：衡重式挡墙有限元分析平动位移破裂面土压力

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土压力水平向重分布模型试验系统研究

建筑结构 2022年第6期52卷 138-143,84页

作者：薛丽影孙威杨斌建筑安全与环境国家重点实验室北京100013 国家建筑工程技术研究中心北京100013

为了研究土压力水平向重分布规律,研发了可精确测量活动板位移与土压力的活动板试验装置。该试验装置可模拟某一深度处局部支护结构与土体的空间相互作用,并能够实现支护结构局部变形及局部变形范围、竖向应力等条件的改变,在装置中利... 详细信息

为了研究土压力水平向重分布规律,研发了可精确测量活动板位移与土压力的活动板试验装置。该试验装置可模拟某一深度处局部支护结构与土体的空间相互作用,并能够实现支护结构局部变形及局部变形范围、竖向应力等条件的改变,在装置中利用轴力传感器来测量土压力,替代了埋置土压力盒的常规土压力测量方法,提高了测试精度。介绍了该试验装置的构造及试验原理,利用该装置以及所提出的土压力水平向重分布试验方法,对活动板松弛位移引起的土压力水平向重分布规律进行了试验研究。根据试验结果,近似认为基坑工程中局部土体松弛变形只引起土压力的重分布,土压力总合力不变。

关键词：深基坑室内试验支护结构土压力水平向重分布

衡重式挡墙土体破裂面及土压力特性离心模型试验

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岩土工程学报 2022年第11期44卷 1968-1977,I0003页

作者：罗强黄豫赵嘉伟郭增瑞熊诗杰张良西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室四川成都610031

掌握墙背形状复杂的衡重式挡墙土体破裂面及土压力特性,对完善结构设计具有重要意义。研制了一套墙体位移实时控制装置,开展了3种路堤填土高度的衡重式挡墙土工离心模型试验,分析了平动位移模式下墙背土体变形破裂特征及土压力变化规律... 详细信息

掌握墙背形状复杂的衡重式挡墙土体破裂面及土压力特性,对完善结构设计具有重要意义。研制了一套墙体位移实时控制装置,开展了3种路堤填土高度的衡重式挡墙土工离心模型试验,分析了平动位移模式下墙背土体变形破裂特征及土压力变化规律,对比了测试值与规范计算值差异,提出了基于破裂面剪切状态的土压力计算模式修正方法。试验表明:达到主动极限状态时墙背土体仅形成下墙破裂面和上墙第二破裂面,可划分为平移土体、滑动棱体及稳定土体3区域;上墙第一破裂面剪应力未达到极限,是造成土压力试验值较设计计算值在上墙显著偏大而下墙偏小的关键因素;引入上墙第一破裂面内摩擦角φ发挥系数η(η≤1),建立的衡重式挡墙土压力计算修正模式,能较好反映应力偏角φ_(η)(φ_(η)=ηφ)对土体破裂角及上、下墙背土压力影响,计算修正值与试验数据吻合良好。

关键词：衡重式挡墙破裂面土压力离心模型试验应力偏角

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刚性挡土墙位移模式对土压力的影响试验研究

岩石力学与工程学报 2023年第6期42卷 1534-1545页

作者：芮瑞蒋旺徐杨青夏荣基 Edo Ekata Emmanuel 丁锐恒武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070 中煤科工集团武汉设计研究院有限公司湖北武汉430000

挡土墙位移模式对墙后土压力分布及土体滑移变形与破坏模式具有重要影响。研究采用开发的可视化挡土墙模型箱和石英砂填料,开展平动、绕底部转动、绕顶部转动、绕中点逆时针转动和绕中点顺时针转动5种模式的模型试验。将实测土压力与现... 详细信息

挡土墙位移模式对墙后土压力分布及土体滑移变形与破坏模式具有重要影响。研究采用开发的可视化挡土墙模型箱和石英砂填料,开展平动、绕底部转动、绕顶部转动、绕中点逆时针转动和绕中点顺时针转动5种模式的模型试验。将实测土压力与现有计算理论进行对比,对静止土压力、极限土压力及其土压力随挡墙位移变化规律进行了分析,同时采用粒子图像测速技术分析土体的滑移变形特征和破坏模式。结果表明:静止土压力沿墙深呈线性增长趋势,由于砂土超固结导致实测值大于理论值;不同位移模式土体达到极限状态所需的位移量存在较大差异;由于砂土密实程度高,导致平动、绕底部转动、绕顶部转动极限土压力实测值小于理论值;绕中点逆时针转动和顺时针转动极限土压力合力作用点较绕顶部转动和绕底部转动分别出现上移和下移;不同位移模式的滑移面呈现出不同的形态,实测滑移面倾角略大于理论值;绕底部转动、绕中点顺时针转动表现为渐进式破坏,平动、绕顶部转动、绕中点逆时针转动表现为整体式破坏。

关键词：土力学刚性挡土墙位移模式土压力极限状态破坏模式

平面应变条件下基于Lade-Duncan强度准则中主应力条件的土压力及其适用性

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土木与环境工程学报（中英文） 2022年第1期44卷 20-27页

作者：孟天一张玉刘瑾赵阳杨倩丁潇范特佳西安工业大学建筑工程学院西安710032 西安理工大学陕西省黄土力学与工程重点实验室西安710048

针对实际工程中大量存在的挡土墙、基坑开挖等平面应变问题,考虑中主应力对强度的影响,将平面应变条件下Lade-Duncan强度准则的中主应力关系代入SMP、Lade-Duncan、AC-SMP和广义Mises强度准则中得到新的平面应变强度准则。据此建立基于... 详细信息

针对实际工程中大量存在的挡土墙、基坑开挖等平面应变问题,考虑中主应力对强度的影响,将平面应变条件下Lade-Duncan强度准则的中主应力关系代入SMP、Lade-Duncan、AC-SMP和广义Mises强度准则中得到新的平面应变强度准则。据此建立基于各强度准则的主、被动土压力计算公式,进而推广至黏性土,并将主、被动土压力理论计算值与实测值进行对比分析。结果表明,Mohr-Coulomb强度准则因其未考虑中主应力的影响,致使计算结果相比实测情况偏保守;SMP强度准则、Lade-Duncan强度准则考虑到中主应力对土压力大小的影响,计算结果相比Mohr-Coulomb强度准则更接近实测情况;AC-SMP强度准则、广义Mises强度准则在一定内摩擦角范围内可以描述挡土墙的土压力大小,但超出适用范围时,二者均不再适用于描述挡土墙的土压力大小;广义Mises强度准则在适用范围内的计算结果相比SMP强度准则、Lade-Duncan强度准则更接近实测数据。

关键词：平面应变强度准则中主应力土压力

黏性土中静力沉桩过程桩土界面土压力模型试验

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吉林大学学报（地球科学版） 2023年第1期53卷 196-206页

作者：王永洪银吉超张明义方翔桑松魁张广帅刘慧宁刘宪青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 中基久瑞岩土工程有限公司山东青岛266061 青岛绿色理工岩土工程有限公司山东青岛266033 山东高速工程建设集团有限公司济南250014

为探讨静压桩贯入过程中桩土界面土压力的变化特性,开展了室内饱和黏性土中静压桩沉桩模型试验。采用双壁模型管桩分离内外摩阻力,在桩身安装微型土压力传感器,监测桩-土界面土压力,分析了沉桩过程中压桩力与桩端阻力的变化规律,探讨了... 详细信息

为探讨静压桩贯入过程中桩土界面土压力的变化特性,开展了室内饱和黏性土中静压桩沉桩模型试验。采用双壁模型管桩分离内外摩阻力,在桩身安装微型土压力传感器,监测桩-土界面土压力,分析了沉桩过程中压桩力与桩端阻力的变化规律,探讨了静压桩沉桩过程中桩土界面土压力的分布特征,明确了桩土界面土压力在沉桩过程中存在明显的退化效应,揭示了饱和黏性土中静压桩沉桩过程桩土界面土压力的变化机理。试验结果表明:压桩力随贯入深度的增加近似呈线性增长,在贯入后期闭口桩的压桩力明显大于开口桩的压桩力;桩端阻力基本呈现出线性增长,在沉桩过程中桩端阻力占压桩力的比例较大,占比为62.3%;在静压桩贯入初期,桩土界面土压力的增长速度较低,随着静压桩的逐渐贯入,桩土界面土压力呈现出线性增长且增长速率较快;在同一深度处,随着静压桩的逐渐贯入桩土界面土压力出现明显的土压力退化现象,在深度20、30、40、50、60、70 cm处,土压力依次平均退化14.6%、13.8%、13.2%、9.2%、7.2%、6.1%。

关键词：静压桩室内试验桩土界面土压力退化效应

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关于矩形明(棚)洞土压力荷载模式的探讨

隧道建设(中英文) 2023年第10期43卷 1723-1732页

作者：冉龙洲袁松王希宝廖沛源四川省交通勘察设计研究院有限公司四川成都610017 西南交通大学四川成都610031

由于现有规范中明(棚)洞荷载不能完全体现回填土石与结构的相互作用,为确保结构设计安全,从现有规范中荷载规定出发,采用力学分析和理论推导,分析回填土石明(棚)洞结构的荷载模式,推导荷载计算公式,并采用数值分析和工程案例进行验证。... 详细信息

由于现有规范中明(棚)洞荷载不能完全体现回填土石与结构的相互作用,为确保结构设计安全,从现有规范中荷载规定出发,采用力学分析和理论推导,分析回填土石明(棚)洞结构的荷载模式,推导荷载计算公式,并采用数值分析和工程案例进行验证。研究表明:目前规范中棚洞荷载均忽略了结构侧上方回填土体对结构顶板产生的荷载作用,该部分土体作用以附加水平力和附加竖向力的形式传递至结构顶板,呈三角形分布形式,可通过库仑土压力理论的演化公式进行计算。附加荷载对结构产生不利影响,随着回填坡度的增加,对结构的影响越明显,尤其是对外侧墙的剪力影响尤为突出。工程案例对比研究表明,考虑附加荷载时理论计算可反映出外侧墙发生剪切破坏,与现场实际破坏模式相同,表明考虑附加荷载的荷载模式与工程实际相符。在明(棚)洞结构设计中,需考虑附加荷载作用的影响,否则可能导致结构处于不利状态。

关键词：矩形明(棚)洞土压力荷载模式剪切破坏