考虑挡墙位移及有限土体影响的土压力研究

论文摘要

目前挡土墙土压力的计算一般都采用库伦或朗肯土压力理论,但经典土压力理论建立在一定的假设条件基础上,有时与工程实际情况不符。其中一项假定是刚性挡墙的平动模式,与实际中复杂的非平动模式有所不同；另一项假定是挡墙后土体为半无限体,则与某些工程中出现填土宽度有限的情况不符,例如狭窄基坑的被动区土体,挡墙临近既有地下室基坑的主动区土体等。因此对这些情形采用经典土压力理论并不合适。本文对考虑挡墙位移和有限土体情况的土压力问题开展理论研究和数值分析,主要工作如下：1.对刚性挡土墙不同的变位模式和位移量下的非极限状态土压力进行研究,在已有实验和数值模拟结果的基础上,建立了考虑位移变化效应的刚性挡墙计算模型,提出了不同位移模式下非极限状态主动土压力系数、土压力分布和合力作用点高度的理论公式,并与实验结果和经典土压力理论结果进行对比。2.在刚性挡土墙三种典型位移模式分析的基础上,进一步对柔性挡墙任意位移下的非极限状态土压力进行分析,提出非极限状态下主动土压力及分布的计算公式,与实验结果、经典理论及其它已有方法的对比表明,本文方法与实验数据吻合更好。3.分别针对无黏性土和黏性土地基中狭窄基坑的被动土压力问题,建立了有限元分析模型,研究了挡墙相对平移时不同宽度土体的被动滑裂面的分布规律；建立了狭窄基坑刚性平动挡墙被动土压力的理论计算模型,推导了被动极限状态下滑裂面倾角及被动土压力系数的解析公式；采用水平薄层单元法,得到了被动土压力分布、土压力合力作用点高度的理论公式,并与数值结果和经典理论进行对比。4.在前人研究的基础上,提出了同时考虑挡墙位移和临近既有地下室影响的主动土压力计算方法,对已有的基坑三维全过程分析程序进行改进,得到能考虑临近既有地下室影响、支护结构位移影响的基坑三维分析程序,将其应用于杭州某深基坑工程实例,本文计算结果与已有方法和实测数据的对比,初步验证了该程序的合理性和实用性。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 经典土压力理论
• 1.2.2 考虑挡墙位移的土压力研究现状
• 1.2.3 考虑有限土体的土压力研究现状
• 1.2.4 基坑支护结构常用计算方法及程序
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 刚性挡墙不同位移模式非极限状态主动土压力
• 2.1 引言
• 2.2 非极限状态的定量化
• 2.3 土压力合力系数
• 2.4 土压力分布
• 2.4.1 理论公式
• 2.4.2 算例结果
• 2.5 本章小结
• 第3章 柔性挡墙任意位移非极限状态主动土压力
• 3.1 引言
• 3.2 非极限状态的定量化
• 3.3 土压力合力系数
• 3.4 土压力分布
• 3.4.1 理论公式
• 3.4.2 算例结果
• 3.5 本章小结
• 第4章 无粘性土狭窄基坑平动刚性挡墙被动土压力
• 4.1 引言
• 4.2 数值模拟分析
• 4.2.1 数值模型
• 4.2.2 被动滑裂面分布
• 4.2.3 土压力分布
• 4.3 挡土墙主动土压力
• 4.3.1 一至两道滑裂面情况的求解
• 4.3.2 多道滑裂面情况的通解
• 4.3.3 计算结果
• 4.4 被动土压力分布
• 4.4.1 第一类片体单元
• 4.4.2 第二类片体单元
• 4.4.3 被动土压力分布结果和合力作用点相对高度
• 4.5 本章小结
• 第5章 粘性土狭窄基坑平动模式刚性挡墙被动土压力
• 5.1 引言
• 5.2 数值模拟结果
• 5.3 挡土墙主动土压力
• 5.3.1 一至两道滑裂面情况的求解
• 5.3.2 多道滑裂面情况的通解
• 5.3.3 计算结果
• 5.4 被动土压力分布
• 5.4.1 第一类片体单元
• 5.4.2 第二类片体单元
• 5.4.3 被动土压力分布结果和合力作用点相对高度
• 5.5 本章小结
• 第6章 临近既有地下室挡墙任意位移非极限状态土压力
• 6.1 引言
• 6.2 非极限状态的定量化
• 6.3 土压力合力系数
• 6.4 土压力分布
• 6.4.1 理论公式
• 6.4.2 算例比较
• 6.5 本章小结
• 第7章 考虑临近地下室和挡墙位移影响的基坑三维计算程序及工程应用
• 7.1 引言
• 7.2 基坑三维分析程序的改进
• 7.2.1 基坑三维全过程计算程序介绍
• 7.2.2 挡墙位移和临近地下室影响的考虑
• 7.3 工程实例分析
• 7.3.1 工程概况
• 7.3.2 模型简化和导入
• 7.3.3 计算结果及比较分析
• 7.4 本章小结
• 第8章 结论与展望
• 8.1 主要结论
• 8.2 进一步工作建议
• 参考文献
• 附录:作者简介及相关科研成果