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考虑土拱效应的挡土墙主动土压力分布

岩土工程学报 2007年第5期29卷 717-722页

作者：应宏伟蒋波谢康和浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310027 浙江城建设计集团有限公司浙江杭州310006

假定挡土墙后土体小主应力拱为圆弧,考虑墙土摩擦角变化对挡土墙后土体滑裂面倾角的影响,分析表明,土拱形状与现有方法有明显差异,并得到了对应不同内摩擦角和墙土摩擦角的侧土压力系数,将其用于水平微分单元法求解平动模式下的挡土墙... 详细信息

假定挡土墙后土体小主应力拱为圆弧,考虑墙土摩擦角变化对挡土墙后土体滑裂面倾角的影响,分析表明,土拱形状与现有方法有明显差异,并得到了对应不同内摩擦角和墙土摩擦角的侧土压力系数,将其用于水平微分单元法求解平动模式下的挡土墙主动土压力,给出了挡土墙主动土压力强度、土压力合力和合力作用点的理论公式,并与库仑土压力理论、模型试验数据和已有方法进行比较分析。结果表明:挡土墙主动土压力强度与模型试验结果基本吻合;土压力合力与库仑土压力合力相等;但土压力合力作用点和土压力强度计算结果有明显差别。

关键词：土拱挡土墙主动土压力

基于DEM-CFD方法的基坑工程漏水漏砂引发地层运移规律的数值模拟

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岩石力学与工程学报 2019年第2期38卷 396-408页

作者：戴轩郑刚程雪松霍海峰中国民航大学机场学院天津300300 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点试验室天津300072 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

针对城市地下空间开发过程中经常出现的基坑工程漏水漏砂引发的灾害问题,利用离散元和计算流体力学耦合的方法(DEM-CFD方法)对灾害的发展过程进行数值模拟分析。在室内试验、平面双轴数值模型、渗流模型的基础上确定了土体和流体的细观... 详细信息

针对城市地下空间开发过程中经常出现的基坑工程漏水漏砂引发的灾害问题,利用离散元和计算流体力学耦合的方法(DEM-CFD方法)对灾害的发展过程进行数值模拟分析。在室内试验、平面双轴数值模型、渗流模型的基础上确定了土体和流体的细观参数,建立数值模型,模拟研究两类典型地层(富水砂层、富水砂层上覆黏土层)发生漏水漏砂后的地层变形规律、土体损失规律以及地应力场发展变化规律。研究结果表明,对于富水砂层,漏水漏砂后基坑外部地表形成沉降槽,地表沉降最大值与地层损失率成正相关;地下水一方面加速土体的流失,另一方面使地层发生朝向漏点的集中运动。对于富水砂层上覆黏土地层,存在使地表拉裂的临界地层损失率,且上覆黏土层越厚,临界地层损失率越大;根据漏水漏砂后的地层应力状态可将地层分为空洞区、松动区、主拉应力区以及复杂应力区。研究成果对于基坑工程漏水漏砂灾害的治理与精细化控制具有参考意义。

关键词：基坑工程土拱工程灾害离散元数值模拟

基于微分层平衡挡土墙土压力曲线分布计算理论研究的谬误

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土木工程学报 2017年第5期50卷 114-122页

作者：孙建生王银梅太原理工大学山西太原030024

微分层平衡是近50年国内外挡土墙土压力曲线分布计算理论研究方法的基础,其侧土压力系数假定方法虽然各不相同但随墙面摩擦角变化规律都与库仑土压力系数悖逆却是共性,推导过程假设计算的侧土压力系数与结论合力土压力系数是仅有定义概... 详细信息

微分层平衡是近50年国内外挡土墙土压力曲线分布计算理论研究方法的基础,其侧土压力系数假定方法虽然各不相同但随墙面摩擦角变化规律都与库仑土压力系数悖逆却是共性,推导过程假设计算的侧土压力系数与结论合力土压力系数是仅有定义概念差别的同一物理量却自相矛盾。根据微分层平衡所得土压力分布计算公式数学原理,揭示了只要采用此方法得出土压力为曲线分布的研究成果,必然是假设与结论侧土压力系数自相矛盾并悖逆经典理论的谬论。依该文提出的非极限状态土压力研究方法,有限元模拟计算揭示的变形应力成果,表明挡土墙实际的土压力分布曲线特别是墙底段和铅直土压力根本不同于微分层理论计算结果,进一步阐明了微分层平衡模型不能用于考虑墙面摩擦的挡土墙土压力曲线分布研究,否则假设与结论的自相矛盾、墙底段土压力分布的严重失真而成为谬论,是微分层平衡数学原理和力学模型简化的内在本质必然。

关键词：土压力挡土墙微分层土拱力矩平衡有限元

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一种桩承式路堤沉降的简化计算方法

西南交通大学学报 2018年第2期53卷 272-278页

作者：刘飞成张建经闫世杰西南交通大学土木工程学院四川成都610031

针对路堤荷载作用下桩土复合地基的沉降计算,传统方法主要是把沉降分为加固区沉降和非加固区沉降两部分来考虑,存在着计算假设与实际不符、部分参数取值依赖于经验和无法较好考虑成层场地非均质性等缺点.基于此,通过引入均匀系数来考虑... 详细信息

针对路堤荷载作用下桩土复合地基的沉降计算,传统方法主要是把沉降分为加固区沉降和非加固区沉降两部分来考虑,存在着计算假设与实际不符、部分参数取值依赖于经验和无法较好考虑成层场地非均质性等缺点.基于此,通过引入均匀系数来考虑地基表面荷载分布的不均匀性,改进了正方形和三角形布桩条件下Hewlett&Randolph土拱模型,在此基础上,考虑桩土相互作用提出了一种桩土复合地基沉降的简化分析方法.该方法首先根据土拱模型和Vesic球孔扩张法分别计算桩顶、地基表面荷载和桩端力;然后采用可以考虑多土层的非均质地基土情况修正Mindlin解求得桩端力、地基表面荷载和桩侧摩阻力在地基内任意点引起的附加应力;其次通过分层总和法计算附加应力引起的沉降;最后将各分项沉降进行组合即可得到桩顶和地基表面沉降.将该计算方法结果与现场实测和数值分析结果进行对比,研究结果发现:简化分析方法的计算精度基本保持在5.0%~14.4%,计算精度能够满足工程需求.

关键词：软土桩承式路堤沉降土拱修正Mindlin解

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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A2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

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横向流动土体作用下的群桩反应性状

岩土工程学报 2005年第12期27卷 1463-1467页

作者：韩爱民肖军华梅国雄南京工业大学土木工程学院江苏南京210009 北京交通大学土木建筑学院北京100044

借助FLAC3D程序,分析了基坑开挖后土体横向流动作用下坑内群桩的反应性状。研究了两桩、四桩、五桩、六桩群桩中基桩的反应性状,并与相同位置的单桩反应进行了比较,得到了受横向流动土体作用的群桩相互作用规律:桩基连线平行于边坡布置... 详细信息

借助FLAC3D程序,分析了基坑开挖后土体横向流动作用下坑内群桩的反应性状。研究了两桩、四桩、五桩、六桩群桩中基桩的反应性状,并与相同位置的单桩反应进行了比较,得到了受横向流动土体作用的群桩相互作用规律:桩基连线平行于边坡布置的两桩,相互影响并不明显;而在其它情况下,前排桩对后排桩遮拦、后排桩对前排桩阻挡,均使受影响的桩基内力分布改变,桩身最大变形量减小;受周围越多、越近桩基的影响,基桩的内力和变位减少得越多。根据桩间土体的成拱特征,定性解释了群桩相互作用的机理与规律,具体工程的现场量测结果也验证了此结论。

关键词：基坑开挖流动土体群桩相互作用土拱

桩承式路堤土拱形成及荷载传递机制离散元分析

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岩土力学 2015年第S1期36卷 646-650页

作者：赖汉江郑俊杰章荣军张军崔明娟华中科技大学岩土与地下工程研究所湖北武汉430074 山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室山西太原030006

土拱效应是桩承式路堤中影响荷载传递的关键因素。基于前人的室内模型试验,建立了桩承式路堤离散元(DEM)数值分析模型。基于路堤中应力偏转规律对土拱随桩土相对位移的形成规律进行了分析。在该基础上提出了合理拱轴线土拱模型,并引入... 详细信息

土拱效应是桩承式路堤中影响荷载传递的关键因素。基于前人的室内模型试验,建立了桩承式路堤离散元(DEM)数值分析模型。基于路堤中应力偏转规律对土拱随桩土相对位移的形成规律进行了分析。在该基础上提出了合理拱轴线土拱模型,并引入荷载传递系数α对土拱与土拱下方路堤填料间的荷载传递进行量化分析。模拟结果表明,桩土相对位移引起路堤中应力主方向发生偏转并形成虚拟土拱;土拱形态及高度随桩土相对位移的变化而变化,最大拱高约0.8倍桩净间距;α随土拱高度的增加呈对数关系减小。

关键词：桩承式路堤土拱应力偏转合理拱轴线荷载传递系数

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

地表超载对软、硬地层中既有盾构隧道影响的试验研究

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岩土工程学报 2019年第5期41卷 942-949页

作者：黄大维周顺华冯青松李雪封坤黄强华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心江西南昌330013 同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804 西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610500 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 宁波大学岩土工程研究所浙江宁波315211

为了探明地表超载对软、硬地层中既有盾构隧道的影响,通过隧道与地层相互作用的模型试验,对地表超载作用下隧道变形、土压力及土体沉降进行了量测。试验结果分析表明,相同的地表超载作用下,软土地层中的隧道横椭圆变形要大于硬土地层中... 详细信息

为了探明地表超载对软、硬地层中既有盾构隧道的影响,通过隧道与地层相互作用的模型试验,对地表超载作用下隧道变形、土压力及土体沉降进行了量测。试验结果分析表明,相同的地表超载作用下,软土地层中的隧道横椭圆变形要大于硬土地层中的隧道横椭圆变形。当隧道穿越土层的土体压缩模量较小时,地表超载作用下隧道上覆土层表现为被动土拱土压力;当隧道穿越土层的土体压缩模量较大时则为主动土拱土压力。隧道竖向收敛变形与其穿越土层竖向压缩量之间的关系分析表明,隧道横断面变形刚度与穿越土层的土体压缩模量共同决定隧道上覆土层的沉降状态,从而决定了地表超载对既有盾构隧道的影响。研究成果定性地揭示了软土地区既有盾构隧道在地表超载作用下极易发生变形超限的机理。

关键词：地表超载盾构隧道土拱土压力收敛变形