主动土压力

摘要： 在岩土工程的稳定性分析中一般假定土体材料为均质且各项同性。事实上,由于其复杂的地质成因和天然沉积作用,土体的力学性质受空间位置的不同而发生显著的改变,表现为明显的非均质和各向异性。针对这一问题,基于离散法和极限分析上限定理建立非均质和各向异性填土挡土墙的破坏机制;同时,引入拟动力法考虑了地震力对主动土压力的影响。同等条件下的计算结果与已有文献吻合较好。研究结果表明:填土非均质性和各向异性对主动土压力产生显著影响;地震系数、地震波周期、压缩波波速的增大均导致主动土压力的增大,初始相位差对主动土压力的影响表现出明显的周期特征。

摘要： 为明确干燥蒸发过程中膨胀土边坡挡墙侧向土压力的变化规律,提出简单有效的侧向土压力预测方法。首先,基于非饱和土力学双应力变量理论,分析脱湿过程中不同深度土体单元的应力状态,阐明膨胀土收缩变形对挡墙侧向土压力的影响机制和膨胀土中裂隙的发育机理,提出膨胀土开裂深度的计算方法;其次,假定膨胀土的增湿膨胀变形和脱湿收缩变形完全可逆,通过叠加法建立干燥蒸发条件下挡墙侧向土压力的计算模型;最后,考虑吸力和挡墙粗糙度的影响,改进朗肯土压力理论,建立4种工况下的挡墙主动土压力计算模型。研究结果表明:膨胀土中裂隙的发育由表及里,先竖后横,且开裂深度可由土体含水状态确定;在干燥蒸发条件下,挡墙侧向土压力的分布可根据吸力变化曲线计算得到,利用所建立的计算模型得到的预测值与工程实测值吻合良好;主动土压力受膨胀土脱湿程度和挡墙面粗糙度的影响,与脱湿程度呈负相关,与挡墙面粗糙度呈正相关,4种工况下主动土压力均可由土体的工程性质结合吸力变化曲线计算得到。

摘要： 合理选择岩土强度准则,对竖井井壁的土压力计算和支护设计具有重要意义。基于Mogi-Coulomb强度准则,对竖井围岩主动极限平衡状态开展分析,推导出了竖井井壁结构主动土压力新解,并将所得结果进行比较验证,得到了中间主应力系数对井壁结构主动土压力分布规律的影响情况。分析表明:竖井井壁结构主动土压力随竖井深度的增加,呈幂函数曲线分布。中间主应力系数b对竖井井壁结构主动土压力值有较大的影响:当0≤b<0.5时,井壁结构主动土压力随着b值的增大而减小;当0.5≤b≤1.0时,井壁结构主动土压力随着b值的增大而增大;且当b=0.5时,主动土压力为最小值。井壁土压力分布曲线呈现出以b=0.5处土压力为对称轴,呈左右对称分布的特点,较好地反映了岩土强度的中间主应力效应及其区间性。同时由于竖井井壁结构主动土压力具有环形土拱效应,使得井壁结构主动土压力小于朗肯主动土压力。因此在工程中,采用朗肯主动土压力会偏于保守,从而造成井壁支护材料的浪费。

摘要： 为探究土压力理论中挡墙背后土体所处的应力状态,完善对于土体力学条件的考虑,在相关研究成果的基础上,提出在主动土压力条件下,滑移面上土体单元达到极限应力状态时,墙土界面和土楔体内部单元未达到极限应力状态的观点。采用非极限参数对土体的非极限应力状态进行描述,基于二维微分方程对问题进行求解。通过一定假设得到挡墙上土压力和滑裂面上土反力的分布,并进一步考虑滑楔体整体的静力平衡条件和力矩平衡条件,反向求解平面滑移边界的倾角和表征墙背土体非极限状态的参数,从而得到考虑土体非完全极限应力状态,并符合所有力学条件的主动土压力解答。通过实例验证理论的可靠性与合理性,并分析土体内摩擦角与外摩擦角对于土压力分布及有关参数的影响。理论分析结果表明,极限应力状态仅出现在滑裂面上,位于墙面和土楔内部的土体均未完全达到极限状态,而将土体近似视作极限状态并不会对土压力计算结果产生很大影响。相同参数条件下,理论计算滑移面倾角要大于朗肯解和库伦解。内摩擦角和外摩擦角对于土压力分布、合力作用点位置、应力状态参数、土体主应力偏转角度等均会产生不同程度的影响。

摘要： 基于绿色环保与碳中和理念,提出一种可回收的土钉墙支护结构体系,对该体系构件及施工工艺流程进行了介绍,依托实际工程,探讨了1∶0.30、1∶0.50、1∶0.70支护坡比下土钉轴力、主动土压力的变化规律,分析了不同支护坡比对土钉轴力、主动土压力的影响,与规范中的修正公式计算出的理论值进行对比。研究表明,同一深度的主动土压力和土钉轴力随坡比增加而增加,同一坡比下的主动土压力和土钉轴力随深度增加而增加;主动土压力的实测值与计算值随深度变化呈现相同趋势,计算值略大于实测值,土钉轴力的实测值与计算值随深度变化亦呈现相同趋势,但计算值远大于实测值。

摘要： 现有的主动土压力的计算方法,都没有考虑土体中加筋时的情况。文章通过对莫尔-库伦强度理论和对极限平衡方程的研究,基于朗肯土压力理论而推导出的一种考虑加筋效应后主动土压力的计算方法,并在此基础上又推导出有超载、非均匀填土、地下水等3种情况时的计算方法。并通过对公式及应力分布图的分析得出加筋对土体内力的影响,得出加筋能够有效的约束土体在水平方向上的变形,进而防止土体失稳的结论。文章的研究拓展了岩土界对加筋土的应用,对挡土墙、基坑支护等实际工程的设计提供了理论依据,对岩土工程行业具有重大意义。

摘要： 挡土墙的结构形式多种多样,在山区公路改扩建工程中衡重式挡土墙得到广泛运用。受山区地形限制,墙后填土为有限宽度的情况较为常见。为了研究有限宽度无黏性填土下衡重式挡土墙墙后主动土压力,运用自适应网格有限元数值分析方法分别模拟了衡重式挡土墙平动位移模式下不同填土宽深比、自然岩层倾角、填土内摩擦角、边界界面摩擦角与衡重台宽度,分析了不同工况下模拟结果对填土滑动破坏面位置及主动土压力分布的影响。结果发现:可将有限元结果总结归纳为7种典型破坏模式;填土宽深比和界面摩擦角决定着墙后填土的破坏模式,l_(11)滑动面与自然岩层交点随着宽深比增大而逐渐上升。随着边界摩擦角增大,“反射”滑动面最终不再产生;内摩擦角对主动土压力分布影响较大,土压力随着内摩擦角增大而显著减小。

摘要： 不同于水利工程中的水工坝,固废填埋场中所涉及的垃圾坝主要是阻挡固体废弃物。结合浙江××石化固废填埋场工程中混凝土结构垃圾坝的设计,探讨中小型固废填埋场混凝土结构垃圾坝实施过程中计算模型的确定原则,计算参数的选取和施工过程中的注意事项。并在空间限制的条件下,对混凝土结构垃圾坝的结构设计提出了优化措施。

摘要： 为探究临河基坑有限成层土体主动土压力的大小,以开挖基坑与河流之间的有限土体为研究对象,通过研究有限土体滑裂面的不同情况,得出了不同情形下的主动土压力表达式。通过算例分析,验证了公式的准确性。结果表明:均布荷载并不会对有限成层土体主动土压力的变化趋势产生影响,改变的只是数量的大小;开挖基坑临河距离对于较浅的开挖基坑影响较小,而随着基坑深度的增加,不同临河距离对应的有限土体主动土压力合力之间的差距逐渐加大,但最终趋于稳定;分层土条件下的主动土压力合力与嵌固深度呈正比例关系,同增同减。同时,随着基坑开挖深度的增加,嵌固深度对于主动土压力合力的影响也越来越显著,在开挖基坑较浅时,嵌固深度对于主动土压力合力的影响相对较小。

摘要： 分层土主动土压力以水平向研究较多,竖向分层土土压力计算还少见。基于极限平衡分析方法,推导回填土作用下的竖向分层土主动土压力计算公式,并分析墙土摩擦角δ、墙背倾角β、回填土深度h、回填土范围a、回填土抗剪强度指标C和Φ对主动土压力及破裂角的影响。研究结果表明:本文土压力计算方法适用更广,规范法给出公式是本文方法的特殊情况;主动土压力随着δ、β、C、Φ的增大逐渐降低,随着h和a的增大逐渐增加,其中a、C、Φ对土压力影响较大;破裂角随着δ、β、h、C的增大逐渐降低,随着回填土范围a的增大先上升后逐渐趋缓,随着Φ的增大先降低后增加。

摘要： 折线坡形边坡由于其填土面形态与经典土压力理论假设条件不符,无法直接使用经典土压力理论求解.依据挡土墙背后楔形体静力平衡原理,建立墙后多边形楔形体侧压力分析力学模型,得到总侧压力关于破裂角的函数表达式,通过求其极值,得到主动极限平衡状态墙后填土破裂角和主动土压力.分别求得坡顶地表局部水平边坡、坡顶地表局部倾斜边坡主动土压力计算公式,与现行规范方法对比表明,克服了现行规范折线坡形挡土墙上主动土压力计算方法不考虑墙土摩擦力的不足,所得土压力合力及倾覆力矩均小于规范方法计算结果,与图解法方法计算结果一致,且避免了图解法繁琐的作图工作.针对实际工程中经常出现的坡顶地表局部倾斜边坡,提出了将坡顶地表局部倾斜土层折减为均布荷载的折算系数,简化了土压力计算方法.

摘要： 当拟开挖基坑距已有建筑物地下室较近时,基坑支护结构承受的是有限土体的土压力,此时土压力不能采用建立在半无限假定基础上的朗肯理论或库伦理论进行计算.根据实际情况,建立有限黏性土体土压力计算模型,基于极限平衡理论及平面滑裂面假定,考虑地下室侧壁与有限土体间的相互作用力以及填土裂缝的基础上,建立有限黏性土体主动土压力计算公式,推导出有限黏性土体主动土压力系数表达式.通过与数值模拟结果及以往计算方法结果对比分析,考虑填土裂缝影响的黏性土体主动土压力计算方法更加符合实际.

摘要： 基于水平层分析法研究了墙后双层粘性填土的主动土压力,推导出土压力合力、分布强度及作用点的计算公式,结合工程算例,与传统方法进行对比分析,结果验证了本文方法的正确性及合理性,为挡土结构的设计提供实用的建议.

摘要： 根据实际工况建立了有限填土体主动土压力分析模型,在填土体与结构物之间接触面为滑裂面的基础上,考虑有限填土体与结构物接触面具有应变硬化与应变软化力学性质的基础上,基于尖点突变理论推导了有限填土体主动土压力的计算公式.通过一个算例研究了主要参数对有限填土主动土压力强度分布的影响.算例结果表明:有限填土体主动土压力强度根据参数取值的不同可以呈线性分布也可以呈非线性分布.随参数G2、m、u0、α的增大"非线性"现象愈来愈明显.

摘要： 为便于计算竖直墙背挡土墙主动土压力、剪破角和主动土压力作用点位置,分析主动土压力影响因素.通过对挡土墙后填土三角形滑楔体进行力的平衡分析,提出了主动土压力计算推导公式,与传统计算方法相比,该推导公式不仅可准确求取黏性土主动土压力值和滑裂面剪破角,还能快速确定主动土压力作用点位置.进一步对参数取值分析,发现经典的库伦土压力理论和朗肯土压力理论是该推导公式在不同参数取值时的特例;填土坡面倾斜角、填土粘聚力和内摩擦角是影响挡土墙主动土压力大小的主要因素.本文的研究结果为今后挡土墙的设计提供了参考和借鉴.

摘要： 为研究渗流条件下盾构隧道开挖面的水土荷载作用机理,考虑到开挖面处盾构加压的挡土作用,拟通过研究渗流条件下挡土墙土压力计算方法,尝试应用于盾构隧道开挖面稳定计算中.挡土墙面竖直,墙后填土为无黏性土.在强降雨过程中,挡土墙墙后土体将产生强渗流,这种渗流作用会增大墙后土体的主动土压力,容易诱发土体失稳.为解决这一问题,通过Fourier级数法并引入表征各向异性的渗透系数kx、kz,得到了各向异性土体渗流作用下Laplace偏微分方程的解析解,确立了渗透力在平面直角坐标系中分布的计算方法,并通过有限元验证了公式的可靠性.最后根据库伦土压力理论,假设主动极限平衡状态下,滑移土体为三角楔形体,从而得到了渗流条件下各向异性土体的主动土压力解析解.

摘要： 为了计算墙背倾斜粗糙、填土面倾斜且作用均布荷载条件下的挡土墙主动土压力.采用摩尔-库伦屈服准则,建立三角形破坏机构,推导了挡土墙主动土压力上限解计算公式,使用粒子群算法搜索最危险滑裂面并获得主动土压力最优解.通过与经典朗肯土压力理论和模型试验结果对比分析可知,该计算方法包含了朗肯土压力理论并与模型试验实测结果比较吻合.最后分析了墙背倾角、填土面倾角、墙土摩擦角和填土内摩擦角对滑裂面倾角和主动土压力系数的影响规律,相关计算数据可用于工程计算.

摘要： 基于库仑土压力理论的假设,主动土压力是由墙后填土在极限平衡状态下出现的滑动体产生,从墙后滑动体整体静力平衡方程出发,推导出坡面起伏且有不均匀超载、倾斜墙背、黏性填土等一般情况下的主动土压力泛函极值的等周模型.在该基础上,引入拉格朗日乘子,将主动土压力问题转化为确定含有两个函数自变量的泛函极值问题.依据泛函取极值时必须满足的欧拉方程,得到了线性的滑面函数和沿滑面线性分布的法向应力函数.结合边界条件和横截条件,主动土压力泛函极值问题进一步转化为单个未知量的一维方程问题.通过算例,土压力计算结果与库仑土压力理论解完全一致,但土压力作用点在墙体的相对位置却并非总是作用在墙高的1/3处.通过算例进一步表明,坡面的起伏和坡面超载的不均匀性对主动土压力大小和作用点位置有显著的影响.

摘要： 土压力计算问题虽然是岩土工程中的传统研究课题之一,但对于结构性黄土而言,抗剪强度和抗拉强度是结构性黄土强度特性的两个方面,因此,黄土抗拉强度在黄土土压力计算中存在的影响需要进行合理的评价.基于建立的可综合考虑黄土抗拉和抗剪特性的联合强度理论,通过开展主动和被动相应的极限应力平衡分析,推导了主动土压力和被动土压力新的计算公式,并对该计算公式与朗肯主动土压力和被动土压力公式进行了验证和比较.研究结果表明:在主动土压力计算与比较中,基于黄土联合强度确定的主动土压力比基于传统的Mohr-Coulomb理论确定的朗肯主动土压力要大,且墙后填土拉张区开裂深度相对要小;在被动土压力计算与比较中,基于黄土联合强度理论的被动土压力比基于传统的Mohr-Coulomb理论确定的朗肯被动土压力小.由于Mohr-Coulomb强度理论高估了黄土的抗拉强度,导致朗肯主动土压力偏小且朗肯被动土压力偏大,而基于黄土抗拉强度建立的联合强度可以合理地评价黄土的主动土压力和被动土压力.

摘要： 支护结构上的主动土压力有水土分算和水土合算两种计算方法,不同计算方法的计算结果差别较大,计算方法的选择与边坡土体的渗透性、水土相互作用机理密切相关,不合理的计算方法是导致许多支护事故的主因.本文就某高填边坡支护失效原因分析来论证正确选择主动土压力计算方法的重要性.

摘要： 本发明公开了一般情况下确定主动土压力合力和压力合力作用点的方法，1)挡土墙及墙后土体几何要素的确定；2)墙体土体物理力学参数的确定；3)确定土体滑动面与坡面曲线交点处X坐标x

摘要： 本发明提供一种挡土结构与既有建/构筑物之间的有限土体主动土压力计算方法。所述计算方法包括确定挡土结构设计条件的各项参数，设有限土体破裂面与水平面的夹角θ，利用几何图解法根据滑裂面上静力平衡条件建立有限土体土压力方程，将有限土体土压力对θ求导，令方程为零求出θ；根据挡墙后地层条件，分非黏性土和黏性土两种情况，根据现有条件验证、修正θ，满足有限土体条件后，再代入有限土体主动土压力方程，求出有限土体主动土压力。本发明从实际出发充分考虑建/构筑物既有桩基础阻断土体滑动面延伸到地面，使计算得到的主动土压力更符合现场情况，对优化支挡结构设计，降低工程造价等具有很好的推广价值。

摘要： 本发明公开了一般情况下确定主动土压力合力和压力合力作用点的方法，1)挡土墙及墙后土体几何要素的确定；2)墙体土体物理力学参数的确定；3)确定土体滑动面与坡面曲线交点处X坐标x

摘要： 本发明公开了一种基于联合强度的黄土区竖井井壁空间主动土压力测算方法，步骤包括：步骤1、构建基于黄土区竖井井壁外侧围岩的平衡微分方程；步骤2、确定基于联合强度的黄土区竖井井壁外侧围岩的屈服条件；步骤3、构建黄土区竖井井壁外侧围岩在主动极限状态下应力分量的表达式；步骤4、确定哈尔‑卡门条件下基于联合强度的黄土区竖井井壁的空间主动土压力。本发明的方法，在哈尔‑卡门条件下，基于联合强度建立黄土区竖井井壁外侧围岩任意一点处于主动极限平衡状态时的平衡条件，得出在主动极限平衡状态下黄土区竖井井壁的空间土压力公式，为黄土区竖井井壁土压力的测算提供技术支撑，适用于黄土区竖井结构的支护。

摘要： 本发明涉及一种基坑悬臂式支护结构有限土体主动土压力计算方法,该方法主要是针对经典土压力理论存在的不足，提供了一种考虑墙后土体宽度的主动土压力计算方法，包括以下步骤：确定基坑支护结构设计参数和土体物理力学参数；确定支护结构位移曲线解析式；确定摩擦角与位移的关系式；假定极限状态下土体滑裂面形状为旋轮线；将墙后梯形土楔体分为两部分，采用水平层分析法根据力的平衡建立方程，最后得出滑裂面形状和主动土压力大小的表达式。本发明得到的土压力分布更为准确、合理，计算公式简单实用，可适用于实际工程中拟开挖基坑支护结构与毗邻地下结构位置较近的情况，有利于基坑工程的合理设计和施工，具有一定的推广应用价值。

摘要： 本发明公开了一种衡重式挡土墙的主动土压力确定方法，包括S1、确定衡重式挡土墙结构和墙背填土参数；S2、计算衡重式挡土墙上墙破裂棱体的第一破裂面剪切角；S3、计算得到衡重式挡土墙上墙破裂棱体的第一破裂面倾角和第二破裂面倾角；S4、计算得到第一破裂面土压力和第二破裂面土压力；S5、根据第二破裂面与上墙背间的衡重台上土体的自重，计算衡重式挡土墙上墙背土压力和衡重台土压力；S6、根据下墙破裂棱体的自重，计算衡重式挡土墙下墙破裂面倾角及下墙背土压力。本发明方法的衡重式挡土墙墙背土体破坏模式更符合工程实际，土压力计算精度更高，且能考虑墙顶以上路堤高度的影响，完善了衡重式挡土墙结构设计方法和稳定性评价技术。

摘要： 本发明提出了一种圆筒型基坑主动土压力计算方法。所述主动土压力的计算包括：确定基坑支护结构设计参数和土体物理力学参数；假定极限状态下土体滑裂面为平面，采用空间水平层分析法根据力的平衡建立微分方程；方程求解得出极限状态下的主动土压力表达式；考虑支护结构位移效应对摩擦角进行折减；代入折减后的摩擦角求得实际的主动土压力。本发明充分考虑空间拱效应的影响，引入环向应力系数，建立支护结构移动过程中土压力与水平位移的关系，计算得到的非极限主动土压力更符合实际情况，可适用于圆筒型基坑支护设计计算。

摘要： 本发明提供了一种基于极限分析下限定理的挡土墙主动土压力求解方法，通过构建挡土墙及破坏土体的二维块分模型，结合土体材料特性，建立基于线段的变量体系；再根据极限分析下限定理，基于挡土墙的二维块分系统、线段的变量体系，推导出二维挡土墙主动土压力的优化求解算法表达式；最后通过优化算法表达式，求解二维挡土墙主动土压力；本发明的求解方法根据极限分析下限定理，不引入刚性块体外任何假定，通过优化方法得到最优解，真实、客观地反应了设计挡土墙的主动土压力。另外，本发明设计的块分系统可以考虑土体内部边界的作用，能够适应更为复杂的破坏模式。

摘要： 本发明涉及一种基于滑裂面形状修正的基坑支护主动土压力计算方法。该方法包括以下步骤：确定基坑支护结构设计参数和土体物理力学参数；确定支护结构位移模式；确定支护结构位移随深度变化关系式；确定摩擦角与位移的关系式；假定极限状态下土体滑裂面形状为对数螺线；采用水平层分析法根据力的平衡建立方程，最后得出滑裂面形状和主动土压力大小、合力及合力作用点位置的表达式。采用本发明所提供的基于滑裂面形状修正的基坑支护主动土压力计算方法，得到的土压力的分布更为准确、合理，计算公式简单实用，可适用于基坑工程中不同类型的支护结构，有利于基坑工程的合理设计和施工，具有一定的推广应用价值。

摘要： 本发明提供一种挡土结构与既有建/构筑物之间的有限土体主动土压力计算方法。所述计算方法包括确定挡土结构设计条件的各项参数，设有限土体破裂面与水平面的夹角θ，利用几何图解法根据滑裂面上静力平衡条件建立有限土体土压力方程，将有限土体土压力对θ求导，令方程为零求出θ；根据挡墙后地层条件，分非黏性土和黏性土两种情况，根据现有条件验证、修正θ，满足有限土体条件后，再代入有限土体主动土压力方程，求出有限土体主动土压力。本发明从实际出发充分考虑建/构筑物既有桩基础阻断土体滑动面延伸到地面，使计算得到的主动土压力更符合现场情况，对优化支挡结构设计，降低工程造价等具有很好的推广价值。