考虑位移效应刚性挡土墙被动土压力计算方法研究

摘要

传统的土压力理论力学概念明确，计算方法简单，但其所求结果实际为极限状态土压力值，在工程设计中采用该值可能导致浪费或是产生偏于不安全的后果。在大多情况下，挡土墙的侧向位移很小，挡土墙受到的土压力实际上处于静止土压力与极限土压力之间。为了更准确的进行挡土墙设计，有必要对非极限位移时的土压力计算进行研究。
　　 土体从静止到极限状态是一个渐变的过程，土压力同时受到挡土墙位移模式和位移大小的影响．挡土墙土压力分布是非线性的，填土滑裂面通常为曲面。本文通过对现有土压力试验及数值计算结果进行分析，得到墙后填土的渐进破坏机理、填土内摩擦角及墙土接触面上外摩擦角的发挥特性，建立内、外摩擦角与土体位移之间的关系。考虑滑裂面的可能形状，改进现有的被动土压力计算方法，建立不同位移模式下非极限被动土压力强度、合力及其作用点的计算公式。分别计算分析了填土为不同密实度干砂及填土为饱和砂土的模型试验，并与实测数据进行对比，发现两者结论比较吻合。
　　 本文的土压力计算方法考虑挡土墙位移模式及大小、土体滑裂面发展、摩擦角发挥特点等影响因素，可以求解任意位移量下的被动土压力，易于掌握，能较好地反映土压力及其作用点随位移的变化规律。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1绪论

1.1引言

1.2挡土墙土压力理论的研究现状

1.2.1现场测试与模型试验研究现状

1.2.2土压力理论计算方法研究现状

1.2.3土压力数值分析方法研究现状

1.3本文主要研究内容

2 T位移模式的被动土压力计算

2.1引言

2.2 T位移模式下挡土墙后土体的渐进破坏分析

2.2.1土体的渐进破坏机理

2.2.2被动状态的极限位移

2.3 T位移模式下摩擦角与位移的关系

2.3.1摩擦角随位移的变化

2.3.2极限摩擦角与初始摩擦角的取值

2.4 T位移模式下对库仑土压力理论的推广

2.5 T位移模式被动土压力逐层计算方法

2.5.1被动土压力逐层计算模型

2.5.2被动土压力逐层计算公式推导

2.5.3被动土压力逐层计算步骤

2.6模型试验的实例分析

2.6.1填土为干砂的实例分析

2.6.2填土为饱和砂土的实例分析

2.6.3填土为不同密度砂土的实例分析

2.7本章小结

3 RBT与RB位移模式的被动土压力计算

3.1引言

3.2 RBT与RB位移模式下土体的渐进破坏分析

3.2.1土体的渐进破坏机理

3.2.2被动状态的极限位移

3.3 RBT与RB位移模式下摩擦角与位移的关系

3.4 RBT与RB位移模式下对水平层分析法的推广

3.5 RBT与RB位移模式被动土压力逐层计算方法

3.5.1被动土压力逐层计算模型

3.5.2被动土压力逐层计算公式推导

3.5.3被动土压力逐层计算步骤

3.6模型试验的实例分析

3.6.1实例分析一

3.6.2实例分析二

3.7本章小结

4 RTT与RT位移模式的被动土压力计算

4.1引言

4.2 RTT与RT位移模式下挡土墙后土体的渐进破坏分析

4.2.1土体的渐进破坏机理

4.2.2极限被动状态的位移

4.3 RTT与RT位移模式下摩擦角与位移的关系

4.4 RTT与RT位移模式下对水平层分析法的推广

4.5 RTT与RT位移模式被动土压力逐层计算方法

4.5.1被动土压力逐层计算模型

4.5.2被动土压力逐层计算公式推导

4.5.3被动土压力逐层计算步骤

4.6模型试验的实例分析

4.6.1实例分析一

4.6.2实例分析二

4.7本章小结

5结论与展望

5.1主要结论

5.2进一步研究的展望

参考文献

作者简历