不同位移模式下土拱效應(yīng)及土壓力分布規(guī)律研究.pdf

1、隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重心逐漸向中西部偏移，高填方路堤、高陡邊坡、軟弱地基等特殊路段越來越多，如何有效保障路基邊坡穩(wěn)定性或控制地基沉降為工程界關(guān)注的熱點(diǎn)問題。在諸多可選方案中，抗滑樁、擋土墻、復(fù)合地基等技術(shù)被大量應(yīng)用，并取得了較好的應(yīng)用效果。盡管如此，許多研究者通過現(xiàn)場試驗(yàn)、模型試驗(yàn)和理論分析發(fā)現(xiàn)無論對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)還是復(fù)合地基，由于土與結(jié)構(gòu)之間不可避免會(huì)產(chǎn)生不均勻變形，均普遍存在土拱效應(yīng)，造成土-結(jié)構(gòu)發(fā)生應(yīng)力重分布，引起結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)較為明顯

2、的應(yīng)力集中現(xiàn)象。然而，目前關(guān)于該現(xiàn)象的研究尚處于初步討論階段，有關(guān)其理論體系還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工程實(shí)踐，因此，工程設(shè)計(jì)中均未能合理考慮土拱效應(yīng)的影響?；诖搜芯勘尘?，為深入明確豎向及水平土拱效應(yīng)的關(guān)鍵影響因素、土-結(jié)構(gòu)荷載分擔(dān)效應(yīng)的變化規(guī)律，以改進(jìn)相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算方法，本文采用了室內(nèi)豎向及側(cè)向活動(dòng)門試驗(yàn)的方法，考慮活動(dòng)門寬度、不均勻位移量及位移模式的影響，探究了土拱效應(yīng)的動(dòng)態(tài)演化規(guī)律及土-結(jié)構(gòu)荷載分擔(dān)效應(yīng)，提出如下主要結(jié)論:
　　1、豎向

3、土拱效應(yīng)活動(dòng)門試驗(yàn)中，活動(dòng)門產(chǎn)生主動(dòng)位移后，擋板上的土壓力增加，而活動(dòng)板上的土壓力因?yàn)橥凉靶?yīng)的作用減小。且當(dāng)活動(dòng)門位移量增加時(shí)，擋板上的土壓力不斷增大而活動(dòng)門上方的土壓力則不斷減小;活動(dòng)門產(chǎn)生被動(dòng)位移后，擋板上的土壓力減小，而活動(dòng)板上的土壓力因?yàn)橥凉靶?yīng)的作用增加。且當(dāng)活動(dòng)門位移量的增加時(shí)，擋板上的土壓力不斷減小而活動(dòng)門上方的土壓力則不斷增大。
　　2、當(dāng)活動(dòng)門發(fā)生主動(dòng)位移時(shí)，活動(dòng)板上的砂土土壓力穩(wěn)定時(shí)的臨界位移量δ1=(0.0

4、3～0.04)w，擋板上的砂土土壓力穩(wěn)定時(shí)的臨界位移量δ2=(0.15～0.2)w。當(dāng)活動(dòng)門發(fā)生被動(dòng)位移時(shí)，活動(dòng)板上的砂土土壓力穩(wěn)定時(shí)的臨界位移量δ1'=(0.05～0.4)w，擋板上的砂土土壓力穩(wěn)定時(shí)的臨界位移量δ2'=(0.02～0.1)w。
　　3、對(duì)于側(cè)向土拱效應(yīng)活動(dòng)門試驗(yàn)，活動(dòng)門產(chǎn)生主動(dòng)位移時(shí)，側(cè)向土壓力均表現(xiàn)為活動(dòng)板前的土壓力大幅度減小，且當(dāng)主動(dòng)位移量增大時(shí)，墻背側(cè)向土壓力呈現(xiàn)不斷減小的趨勢?；顒?dòng)板產(chǎn)生被動(dòng)位移時(shí)，側(cè)向

5、土壓力均表現(xiàn)為活動(dòng)板前的土壓力大幅度增加，且當(dāng)主動(dòng)位移量增大時(shí)，墻背側(cè)向土壓力呈現(xiàn)不斷增大的趨勢。
　　4、不同主動(dòng)、被動(dòng)位移模式下，當(dāng)活動(dòng)門寬度一定時(shí)，隨著樁寬比B/w的增大，樁土荷載分擔(dān)比逐漸變小，土體自身承擔(dān)荷載的能力被充分調(diào)動(dòng)，土拱效應(yīng)越來越明顯，不同活動(dòng)門寬度條件下變化規(guī)律一致。提出了任意位移模式不同活動(dòng)門寬度下墻被水平土壓力合力及任意高度處的墻被水平土壓力的計(jì)算公式:P合=1/2γH2[A*exp（α/B）+C]、P=