擋土墻土壓力理論研究與數(shù)值分析.pdf

1、在土力學(xué)中，計(jì)算土體作用于結(jié)構(gòu)上的作用力是一個(gè)古老的課題，經(jīng)典的庫(kù)侖和朗肯土壓力理論，因其計(jì)算簡(jiǎn)單和力學(xué)概念明確，一直為工程設(shè)計(jì)所采用。但由于經(jīng)典的土壓力理論存在著兩個(gè)明顯的弱點(diǎn)：一是要求土體變形達(dá)到極限狀態(tài)的臨界條件；二是經(jīng)典土壓力理論沒(méi)有考慮中主應(yīng)力的影響；再加上巖土工程的復(fù)雜性，土壓力問(wèn)題成為一個(gè)至今仍難以用理論計(jì)算做出精確解答的問(wèn)題。 本文對(duì)作用于剛性擋土墻上土壓力的大小及其分布規(guī)律研究，在平面應(yīng)變條件下應(yīng)用Lade-D

2、uncan屈服準(zhǔn)則和松岡元．中井照夫屈服準(zhǔn)則，得到了考慮中主應(yīng)力作用影響的主動(dòng)和被動(dòng)土壓力計(jì)算公式。計(jì)算結(jié)果表明，基于此二準(zhǔn)則計(jì)算主動(dòng)土壓力比朗肯土壓力公式計(jì)算的結(jié)果大，而被動(dòng)土壓力比朗肯土壓力公式計(jì)算的結(jié)果小，算例表明該公式比朗肯理論更符合工程實(shí)際，對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用有一定參考價(jià)值。 針對(duì)考慮位移影響的土壓力，采用正切函數(shù)對(duì)朗肯土壓力理論進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，在分析土壓力隨擋土墻位移發(fā)展規(guī)律的基礎(chǔ)上，給出了一種新的考慮位移影響的土壓力

3、計(jì)算模型。算例表明推導(dǎo)的新公式較好地反應(yīng)了擋土墻土壓上力大小隨擋土墻位移變化而變化的特性。同時(shí)利用以上結(jié)果推導(dǎo)了基坑開(kāi)挖卸荷情況下墻前被動(dòng)土壓力一種簡(jiǎn)單實(shí)用的計(jì)算公式。 利用ANSYS數(shù)值分析軟件對(duì)作用在擋土墻上土壓力進(jìn)行有限元數(shù)值模擬，采用D-P理想彈塑性模型，土和墻之間的接觸關(guān)系采用無(wú)厚度接觸單元，對(duì)墻后土體二維和三維受力狀態(tài)建模進(jìn)行數(shù)值模擬，以研究中主應(yīng)力及擋土墻位移對(duì)土壓力大小的影響。結(jié)果表明二維和三維狀態(tài)得出的土壓力大