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一种非极限状态主、被动土压力计算方法
1
作者 曹海莹 张书恒 +1 位作者 费兴彪 刘德用 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期31-40,64,共11页
为了完善非极限状态主、被动土压力计算方法中的不足,以刚性挡土墙为研究对象,采用加权组合的数学思想构建了一种非极限状态土压力计算模式。利用非极限状态土压力与静止土压力、松弛应力、挤压应力三者的关系方程,并引入松弛应力发挥... 为了完善非极限状态主、被动土压力计算方法中的不足,以刚性挡土墙为研究对象,采用加权组合的数学思想构建了一种非极限状态土压力计算模式。利用非极限状态土压力与静止土压力、松弛应力、挤压应力三者的关系方程,并引入松弛应力发挥系数和挤压应力发挥系数,分别推导得到非极限状态主、被动土压力的加权组合计算模型;借助非极限状态侧土压力系数与填土内摩擦角、墙土摩擦角的关系式,得到一种求解加权组合计算模型的计算方法;通过引入非极限状态墙土摩擦角与位移比的关系公式,在非极限状态土压力与挡土墙位移之间建立了对应关系。结果表明:本研究方法与经典理论计算结果基本吻合,验证了边界条件的合理性;当挡土墙位移处于非极限状态时,本研究方法较已有文献方法的计算结果更接近于试验数据;本研究方法考虑了非极限状态侧土压力系数与土体内摩擦角、墙土摩擦角的非线性关系,更适用于实际工况;在松弛应力发挥系数、挤压应力发挥系数作为加权组合计算模型中的权重,可以直观反映出应力变化对于非极限状态主、被动土压力的影响程度,为构建土压力计算模式提供了思路;由于墙土摩擦角实测数据偏少,其数值演变规律有待进一步探明,导致本研究方法的计算精度仍有一定提升空间。 展开更多
关键词 道路工程 非极限状态土压力 加权组合 应力发挥系数 墙土摩擦角
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深基坑桩锚支护体系非极限主动土压力演化特征与计算模式 被引量：9
2
作者 曹海莹 武崇福 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期766-777,共12页
针对基坑工程中桩锚支护结构土压力计算的复杂性和准确性问题,采用室内模型试验的方法,得到非极限主动土压力的3个演化特征:即土压力与水平位移呈现一定的线性特征;开挖工况与土压力动态变化密切相关;桩锚支护结构的临界位移值较刚性挡... 针对基坑工程中桩锚支护结构土压力计算的复杂性和准确性问题,采用室内模型试验的方法,得到非极限主动土压力的3个演化特征:即土压力与水平位移呈现一定的线性特征;开挖工况与土压力动态变化密切相关;桩锚支护结构的临界位移值较刚性挡墙要小.依据上述演化特征给出近似假定条件,借助线性内插方法构建出能够考虑开挖工况影响的非极限主动土压力计算公式.将同类计算方法概化为凸优化理论中的线性规划模型,提出一种预估非极限主动土压力的加权组合计算模式.通过工程实例验证,该计算模式较经典土压力理论的计算精度更高. 展开更多
关键词 基坑工程 非极限主动土压力 室内模型试验 加权组合 桩锚支护 演化特征
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考虑墙体位移与土压力耦合的弹性地基梁法 被引量：7
3
作者 黄彪 李明广 +2 位作者 马元 陈锦剑 王建华 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期802-810,共9页
引入墙土摩擦角和土体内摩擦角发展规律的公式,建立非极限土压力与围护结构水平位移的耦合关系。并将该土压力模型嵌入弹性地基梁法的控制方程,利用杆系有限元法求解开挖全过程地下连续墙的受力变形特性。算法经应用于实际基坑案例,并... 引入墙土摩擦角和土体内摩擦角发展规律的公式,建立非极限土压力与围护结构水平位移的耦合关系。并将该土压力模型嵌入弹性地基梁法的控制方程,利用杆系有限元法求解开挖全过程地下连续墙的受力变形特性。算法经应用于实际基坑案例,并与传统弹性地基梁法计算结果及现场实测数据对比分析,结果表明:考虑围护墙位移与土压力耦合关系的弹性地基梁法能够合理计算及反映土压力从静止土压力向主动土压力的发展过程;对比传统弹性地基梁法,该修正方法计算的围护结构的受力变形特性计算值与实测值更吻合,可为工程实践与设计优化提供更好的理论支持。 展开更多
关键词 弹性地基梁法 非极限土压力 耦合关系 基坑开挖 变形受力特性
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基于Plaixs2D的非对称开挖支撑刚度对基坑支护结构的变形影响 被引量：4
4
作者 卢华 《南昌工程学院学报》 CAS 2022年第3期47-52,共6页
基于南昌地铁3号线艾溪湖地铁隧道工程案例,结合非极限状态下的土压力理论和基坑支护结构综合刚度理论,应用Plaxis有限元软件对照实测数据研究了非对称基坑开挖过程中单水平横向支撑的基坑支护结构变形特性和支撑刚度的不同对基坑支护... 基于南昌地铁3号线艾溪湖地铁隧道工程案例,结合非极限状态下的土压力理论和基坑支护结构综合刚度理论,应用Plaxis有限元软件对照实测数据研究了非对称基坑开挖过程中单水平横向支撑的基坑支护结构变形特性和支撑刚度的不同对基坑支护结构变形特性的影响。结果表明非对称基坑开挖过程中现有的支护结构的设计存在安全冗余,值得进一步做经济效益上的优化;随着水平横向支撑刚度的增大,支护结构的最大变形也会减小但减小速度会放缓,且深侧支护结构会对浅侧支护结构产生推回位移,由此如何安全经济地设计水平横向支撑也十分重要。 展开更多
关键词 非对称开挖 推回位移 非极限状态下土压力 综合刚度
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非极限状态主动土压力的组合计算模型及工程应用 被引量：3
5
作者 曹海莹 刘杰锋 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期590-601,共12页
为了拓展基坑工程中非极限状态土压力的计算模式,根据凸最优化理论提出一种组合计算模型;通过应用功的互等定理和构造拟合函数等手段,构建了线性与非线性变形工况下权重系数的统一计算公式;分别借助灰色预测模型、改进的桩身侧向位移法... 为了拓展基坑工程中非极限状态土压力的计算模式,根据凸最优化理论提出一种组合计算模型;通过应用功的互等定理和构造拟合函数等手段,构建了线性与非线性变形工况下权重系数的统一计算公式;分别借助灰色预测模型、改进的桩身侧向位移法,给出时间维度与空间维度下非极限位移的计算依据,推导出非极限位移的时空耦合计算方程.实例验证表明,非极限位移和非极限状态土压力公式的计算精度均满足工程要求.将预设报警值与极限位移的比值作为基坑稳定性的判据,采用现场监测与数据反演相结合的方式制定出基坑报警值设定流程图,对保障现场施工安全具有指导意义. 展开更多
关键词 基坑工程 非极限状态土压力 凸优化理论 组合计算模型 基坑报警值 时空耦合
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非极限状态主动土压力与填土张拉裂缝研究 被引量：9
6
作者 曹海莹 刘杰锋 +1 位作者 武崇福 杜量 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期51-61,78,共12页
为了进一步完善非极限状态主动土压力计算中的不足,并就填土张拉裂缝深度的理论计算展开研究,以复杂工况下刚性挡土墙为研究对象,综合考虑挡土墙变位模式、填土种类、墙背与填土面倾角、墙土摩擦、填土张拉裂缝影响及超载作用等因素,基... 为了进一步完善非极限状态主动土压力计算中的不足,并就填土张拉裂缝深度的理论计算展开研究,以复杂工况下刚性挡土墙为研究对象,综合考虑挡土墙变位模式、填土种类、墙背与填土面倾角、墙土摩擦、填土张拉裂缝影响及超载作用等因素,基于薄层单元法,并结合墙土相互作用强度参数与位移的非线性关系,推导得到一种非极限状态主动土压力计算公式;通过与文献特例、试验数据比对,验证了所构建公式的合理性。当墙背填土为黏性土时,利用土压力计算公式及挡土墙模型中的几何关系,建立了填土张拉裂缝深度与挡土墙位移的关系方程,并绘制出不同影响因素下裂缝深度随挡土墙位移的变化曲线,其变化规律与模型试验结果基本吻合。研究结果表明:考虑因素的增多使得非极限状态主动土压力计算过程变得复杂,但假设条件与实际工况更加接近,其计算误差得以降低,且通过迭代法计算方程可以得到满意的数值解;张拉裂缝开展深度随挡土墙位移呈非线性增长,在位移初期增长较快,而接近极限位移时裂缝开展趋于稳定;不同因素对于填土张拉裂缝开展产生的作用存在差异,其中填土内摩擦角和黏聚力影响显著,超载和填土面倾角影响次之,墙背倾角影响最小;降低填土抗剪强度,增加超载以及选择仰斜式挡土墙均有助于抑制张拉裂缝的开展。 展开更多
关键词 道路工程 挡土墙 薄层单元法 非极限状态土压力 填土张拉裂缝 复杂工况
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