非极限状态挡土墙最终版

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1、非极限状态挡土墙主动土压力研究汇报人：王其伟指导老师：周建Contents新进展瓶颈与展望413目录25来源与发展原理参考文献原理作用在挡土墙上的土压力可能是主动土压力与静止土压力或静止土压力与被动土压力之间的任一数值。土压力是土与挡土结构物相互作用的结果，它随挡土墙可能位移的方向分为主动土压力、被动土压力和静止土压力，被动土压力是土压力的最大值，主动土压力是最小值，其大小不仅与挡土墙高度、填土性质有关，而且与挡土墙的刚度和位移有关。土压力与挡土墙位移关系如图所示：薄层单元法概念说明位移模式挡土结构在土压

2、力作用下的运动模式。土拱效应太沙基最早研究了土拱效应，并定义为：当土体受到不均匀变形时，变形较大的区域和变形较小的区域存在一种剪切摩擦力，这种剪切摩擦力有阻碍变形较大区域土体继续运动的趋势和增加临近静止区域土体变形的趋势。由此可知，土拱效应是应力重分布现象。来源与发展太沙基（1932、1934、1936）通过大量的模型试验最先对经典土压力理论提出质疑，指出只有当土体水平位移达到一定值，土体产生剪切破坏时，库伦和朗肯的土压力值才是正确的，以及土压力分布的非线性性质。Roscoe（1970）通过实验研究证实了土

3、压力的大小、方向和作用点通常取决于挡土结构的位移模式。进展茅以升（1954）AddyourtitleinhereIchihara（1976）AddyourtitleinhereKezdi(1958)对库伦理论土压力最大确定滑裂面的方法提出质疑，认为库伦滑裂面的摩擦角和墙面摩擦角不可能同时达到极限值，反之滑裂面和墙面摩擦角同时达到极限值，滑裂面不可能是一平面。提出当挡土墙绕墙脚向外转动时，靠近墙脚的局部土体并未达到极限平衡状态，而是接近于静止状态。首先提出了土体要达到主动状态，土体对挡土墙墙背的摩擦角必须达到

4、最大值。进展Matsuo、Yagi（1978）AddyourtitleinhereRichard（1985）根据现场实测发现，刚性挡土墙绕墙底转动时，墙后土压力从静止土压力急剧减小，在不同位移阶段，土压力并不是呈三角形分布，而是下部土压力较大。AddyourtitleinhereBang(1985)通过模型实验认为土体从静止状态到极限主动状态，是一个渐变的过程。提出中间主动状态的概念，指出土压力计算应同时考虑墙体变位模式和变位的大小。总结了当时人们对土拱效应的认识，通过假设土拱的形状为小主应力轨迹，土拱的形

5、状是下凹的，得到了挡墙主动土压力分布的解析式。非极限状态主动土压力计算方法的进展由于模型试验以及实测均表明了刚性挡土墙土压力分布的非线性，这使得一些学者开始研究其它的土压力计算方法。大多研究人员都是在经典土压力理论的基础上对土压力计算方法进行扩展。Dubrova卡岗Bang196019631985提出了水平层分析法，并进行土压力计算，得到了土压力沿墙高非线性分布，而非通常的三角形分布。采用应力重分布法提出了不同墙体位移模式下，土压力非线性分布的解析解。但是其平移模式下的土压力分布计算受到普遍争议。根据模型试

6、验改进了应力重分布法，建立了绕墙脚向外转动位移模式下的土压力计算表达式。考虑土拱效应的土压力计算方法PaikHandy蒋波198520032005假设墙后土体的滑裂面为朗肯滑裂面，在滑裂面处小主应力方向为水平，剪应力为零，形成半个土拱，采用悬链线模拟小主应力轨迹提出了侧土压力系数的计算方法。认为侧土压力系数是墙面处的水平应力与水平土层的平均竖向应力的比值，采用圆弧线拱模拟小主应力轨迹线解得了侧压力系数，并根据一个水平微分单元的静力平衡求得挡土墙的土压力分布。分别采用悬链线拱、圆弧线拱模拟小主应力轨迹线解得了

7、侧压力系数，并根据一个水平微分单元的静力平衡求得挡土墙的土压力分布。解得土压力合力等于库仑理论值考虑平移效应的土压力计算方法梅国雄、宰金珉徐日庆卢国胜200020012004提出考虑位移和时间的计算方法，针对考虑挡土墙土压力—位移曲线提出了松弛应力和挤压应力的概念，推导了考虑土体位移的土压力计算公式，并结合时间蠕变的规律，提出同时考虑位移效应和时间效应的土压力计算理论。对准主动土压力和准备动土压力分别采用函数进行拟合，反映压力随挡土墙的位移变化的特点，同时也考虑了填土特性对土压力的影响。采用曲线函数对挡土墙

8、土压力发展与墙体位移关系曲线进行拟合，反映土压力随挡土墙的位移的变化而变化的特点。近五年的新进展2010`2010201120122.卢坤林等同时考虑位移与土拱效应推导了非极限主动土压力，并用模型试验进行了验证。3.张永兴、陈林考虑用随墙体位移增大填土渐进破坏机理来计算不同位移模式下准主动土压力，改进了库伦理论，利用水平条分法推导了土压力计算公式。4.蒋玉平采用塑性极限理论研究非极限土压力，采用变分原理获得破坏滑