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循环荷载下竖向土拱演化规律试验研究

岩土力学 2020年第3期41卷 886-894,932页

作者：毕宗琦宫全美周顺华程茜同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 远洋控股集团有限公司上海200335

土拱效应广泛存在于结构-土相互作用体系中,并不可避免地受到动荷载的影响。为探究循环荷载下土拱的演化过程,开展了循环加载下的活动门试验,结合粒子图像测速法(PIV),对土拱的结构形态、位移场及竖向应力的变化规律进行了分析。结果表... 详细信息

土拱效应广泛存在于结构-土相互作用体系中,并不可避免地受到动荷载的影响。为探究循环荷载下土拱的演化过程,开展了循环加载下的活动门试验,结合粒子图像测速法(PIV),对土拱的结构形态、位移场及竖向应力的变化规律进行了分析。结果表明,初始土拱形成时活动门上方产生三角形脱空区,施加循环荷载后该结构边界逐渐沿竖向延伸并向填土表面发展,位移场影响范围呈扇形向两侧扩大。根据初始差异沉降的不同,土拱的发展演化呈现出最终状态的差异:达到新的稳定状态,或发生失稳破坏。循环荷载下,初始活动门位移较大时土拱更易趋于破坏,表现为脱空区贯通填土表面并形成竖向滑裂面。土拱结构的稳定性受到脱空区土体堆积对其下边界的支撑作用影响。

关键词：土拱活动门试验循环荷载粒子图像测速法稳定性

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土拱对复合桩支护基坑性能的影响研究

安徽建筑 2024年第1期31卷 146-148页

作者：孙春娥彭真方莉中建二局第二建筑工程有限公司

为进一步提高复合桩支护基坑的安全性能，文章采用PFC数值模拟研究基坑开挖过程中的土拱效应，研究桩直径、位置和摩擦系数对水平土拱的影响。模拟结果表明，随着桩直径的减小，钢管桩与混凝土桩之间土体颗粒的位移拱由三角形向塔形过... 详细信息

为进一步提高复合桩支护基坑的安全性能，文章采用PFC数值模拟研究基坑开挖过程中的土拱效应，研究桩直径、位置和摩擦系数对水平土拱的影响。模拟结果表明，随着桩直径的减小，钢管桩与混凝土桩之间土体颗粒的位移拱由三角形向塔形过渡，最后向拱形过渡。当钢管桩与混凝土桩顶在同一直线上时，应力拱为半椭圆形。随着桩间距的增加，土颗粒的垂直位移逐渐减小，土体的再分布变弱，土拱效应变得不明显。摩擦系数的增加对土拱的几何形状影响不大，但可以提高荷载传递效率。

关键词：地库复合桩基坑土拱数值研究

桩间三维土拱效应颗粒流数值模拟及其演化规律

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土木与环境工程学报（中英文） 2019年第5期41卷 1-8页

作者：王桂林冉龙宝张亮重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学库区环境地质灾害防治国家地方联合工程研究中心重庆400045

抗滑桩桩间形成的土拱是水平土拱和竖向摩擦拱的共同体现,具有明显的三维特征。利用颗粒流分析软件PFC 3D 建立数值模型,在桩后不同高度处及同一水平面不同位置设置一系列测量球,监测桩后土体应力变化情况。结合颗粒位移变化情况对抗滑... 详细信息

抗滑桩桩间形成的土拱是水平土拱和竖向摩擦拱的共同体现,具有明显的三维特征。利用颗粒流分析软件PFC 3D 建立数值模型,在桩后不同高度处及同一水平面不同位置设置一系列测量球,监测桩后土体应力变化情况。结合颗粒位移变化情况对抗滑桩桩间三维土拱效应的形成演化进行分析,并对土拱厚度的演化规律做了深入研究,提出结合相对位移和最大主应力等值线综合确定土拱厚度的新方法。分析表明:桩后土拱由桩间临空面靠近桩底开始并不断向土体内部和上部发展,土拱的破坏过程由桩底向桩顶扩展;土拱厚度随深度变化表现为沿桩底向桩顶先增加后减小的趋势;土拱厚度随时间的变化表现为随着加载时间增加,土拱厚度先增加后减小直至土拱破坏。

关键词：抗滑桩土拱颗粒流分析程序演化规律土拱厚度

基于土拱效应的悬臂式抗滑桩桩间挡板土压力计算

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岩土工程学报 2015年第S2期37卷 153-157页

作者：刘力生吴曙光山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学) 重庆400045 重庆大学土木工程学院重庆400045

土拱效应在抗滑桩发挥其支护功能中起到重要作用,通过对悬臂式抗滑桩桩后土拱的合理拱轴线的假定,建立土体平衡方程计算了土拱的极限高度;同时通过建立微分方程对挡板的土压力进行了计算;并将计算结果与重庆市地方标准的公式及主动土压... 详细信息

土拱效应在抗滑桩发挥其支护功能中起到重要作用,通过对悬臂式抗滑桩桩后土拱的合理拱轴线的假定,建立土体平衡方程计算了土拱的极限高度;同时通过建立微分方程对挡板的土压力进行了计算;并将计算结果与重庆市地方标准的公式及主动土压力公式进行比较,得出的土压力的值的大小位于重庆市地方规范与主动土压力之间,并与模型试验的结果相验证,得到了比较吻合的结果。研究可为西南地区的抗滑桩桩间挡板的设计提供依据。

关键词：土拱抗滑桩挡板土压力

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抗滑桩桩间土拱效应及其土拱模式分析

中国公路学报 2014年第1期27卷 30-37页

作者：杨雪强吉小明张新涛广东工业大学土木与交通工程学院广东广州510006

为研究坡体抗滑桩间土拱的传递荷载机制,首先对抗滑桩桩身迎荷面土拱和桩侧摩阻力土拱的计算方法和使用条件分别进行了分析与论述,然后将这些分析结果与已有研究结果相比较,最后结合土体滑移模式阐述了土拱的形状沿深度的变化及客观存... 详细信息

为研究坡体抗滑桩间土拱的传递荷载机制,首先对抗滑桩桩身迎荷面土拱和桩侧摩阻力土拱的计算方法和使用条件分别进行了分析与论述,然后将这些分析结果与已有研究结果相比较,最后结合土体滑移模式阐述了土拱的形状沿深度的变化及客观存在的重力场对土拱的强化效果。研究结果表明:依赖桩侧摩阻力为拱座的土拱是土坡抗滑桩承担滑坡推力的主要土拱,其能承受住滑坡推力并把该力传至抗滑的桩体;桩身迎荷面土拱是具有临空面的边坡抗滑桩或基坑护壁桩工程中的主要承载土拱。

关键词：道路工程抗滑桩理论分析土拱桩间距

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桩间复合结构土拱效应试验与受力机制研究

岩石力学与工程学报 2014年第A02期33卷 3825-3828页

作者：梁瑶蒋楚生李庆海李飞赵晓彦中国中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

西南山区高陡边坡多采用桩与桩间墙、桩板墙、桩间土钉墙的组合加固结构,由于土拱效应的存在,桩及桩间结构的受力发生重分布。利用自制的土拱试验仪,考虑桩间土体的内摩擦角对桩间土拱的影响,对不同桩间距、桩截面尺寸的试验模型进行对... 详细信息

西南山区高陡边坡多采用桩与桩间墙、桩板墙、桩间土钉墙的组合加固结构,由于土拱效应的存在,桩及桩间结构的受力发生重分布。利用自制的土拱试验仪,考虑桩间土体的内摩擦角对桩间土拱的影响,对不同桩间距、桩截面尺寸的试验模型进行对比试验,探讨土拱的形状、土拱效应对边坡坡体应力分布的影响,提出土拱拱高和拱轴线方程。结合某铁路高边坡的桩间挡土墙加固结构,提出考虑土拱效应的边坡潜在滑移面的剩余下滑力的计算方法,并与传统计算方法进行对比。

关键词：桩基础土拱桩试验受力

基于土拱效应的挡墙后砂土主动土压力计算分析

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河海大学学报（自然科学版） 2016年第2期44卷 149-154页

作者：周云东杨德岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学岩土工程科学研究所江苏南京210098

为研究土拱效应下挡土墙后砂土的主动土压力,考虑墙土摩擦角对土体滑裂面倾角的影响,对圆弧形的小主应力拱进行理论分析,计算得到不同深度处的土拱微分体水平宽度及小主应力拱形状表达式。根据所得的拱形状,提出沿小主应力拱轴方向划分... 详细信息

为研究土拱效应下挡土墙后砂土的主动土压力,考虑墙土摩擦角对土体滑裂面倾角的影响,对圆弧形的小主应力拱进行理论分析,计算得到不同深度处的土拱微分体水平宽度及小主应力拱形状表达式。根据所得的拱形状,提出沿小主应力拱轴方向划分微分单元体的拱弧微分单元法,并将其用于求解挡土墙主动土压力,得到了挡土墙主动土压力的理论公式。与试验数据及其他理论方法的比较表明该方法所得理论公式与模型试验结果吻合得较好。

关键词：土拱挡土墙墙土摩擦角小主应力圆弧拱拱弧微分单元法主动土压力

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地库土钉结构支护基坑土拱效应数值研究

四川建材 2023年第5期49卷 101-102+160页

作者：李昭中建二局第三建筑工程有限公司

为进一步提高土钉结构支护基坑安全性能，采用PFC数值模拟研究基坑开挖过程中的土拱效应，研究土钉直径、位置和摩擦系数对水平土拱的影响。模拟结果表明，随着土钉直径的减小，钢管土钉与混凝土土钉之间土体颗粒的位移拱由三角形向塔... 详细信息

为进一步提高土钉结构支护基坑安全性能，采用PFC数值模拟研究基坑开挖过程中的土拱效应，研究土钉直径、位置和摩擦系数对水平土拱的影响。模拟结果表明，随着土钉直径的减小，钢管土钉与混凝土土钉之间土体颗粒的位移拱由三角形向塔形过渡，最后向拱形过渡。当钢管土钉与混凝土土钉桩顶在同一直线上时，应力拱为半椭圆形。随着土钉间距的增加，土颗粒的垂直位移逐渐减小，土体的再分布变弱，土拱效应变得不明显。摩擦系数的增加对土拱的几何形状影响不大，但可以提高荷载传递效率。

关键词：地库土钉基坑土拱数值研究

边坡桩-土相互作用的土拱力学模型与桩间距问题

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岩土力学 2010年第5期31卷 1352-1358页

作者：李邵军陈静练操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武汉430071 水利部长江勘测技术研究所武汉430010

桩-土相互作用机制是边坡抗滑桩设计需要考虑的重要因素之一。基于抗滑桩在侧向荷载作用下的受力条件,通过土力学和弹性力学的基本理论,导出了桩-土作用下桩后土体任意点的应力解析解,建立了土拱的力学模型;获得了土拱应力的等值线分布... 详细信息

桩-土相互作用机制是边坡抗滑桩设计需要考虑的重要因素之一。基于抗滑桩在侧向荷载作用下的受力条件,通过土力学和弹性力学的基本理论,导出了桩-土作用下桩后土体任意点的应力解析解,建立了土拱的力学模型;获得了土拱应力的等值线分布,得出了双曲拱、扩肩拱、马鞍拱和圆弧拱4种土拱形态,分析了不同桩间距、桩宽、桩后距离及土体力学特性对土拱效应的影响及其变化规律,阐明了土拱的作用机制。以拱体内土体破坏时的极限平衡状态为依据,基于Mohr-Coulomb抗剪强度理论建立了最大桩间距控制方程,并给出了具体的工程实例,对桩-土相互作用机制和抗滑桩设计理论研究具有一定的参考价值。

关键词：边坡桩-土相互作用土拱力学模型桩间距