土拱

摘要： 现行规范中桩土应力比计算公式只适用于无黏性土路堤,工程实践中对桩帽复合地基与桩梁复合地基的选择也常发生争议。对桩帽复合地基、桩梁复合地基分别推导了适用于黏性土路堤的桩土应力比计算公式。分析表明,桩帽和连梁面积相同时,设置桩帽的路堤桩土应力比、桩荷载率均大于设置桩梁的路堤桩土应力比、桩荷载率。对于拱脚、拱顶均为无黏性土的桩帽复合地基路堤,路堤高度小时拱顶屈服,路堤高度大时拱脚屈服。拱顶屈服时,桩土应力比随路堤高度增大而增大;拱脚屈服时,桩土应力比不再随路堤高度增大而变化。对拱脚为无黏性土、拱顶为黏性土的桩帽复合地基路堤,路堤高度小时土拱不屈服,路堤高度较大时拱脚屈服,路堤高度大时拱顶屈服。土拱不屈服或拱脚屈服时,桩土应力比随路堤高度增大而增大;拱顶屈服时,桩土应力比随路堤高度增大而减小。对拱脚、拱顶均为黏性土的桩帽复合地基路堤,路堤高度小时土拱不屈服,路堤高度大时拱脚屈服。

摘要： 刚性挡土墙在下部受限时往往呈现绕墙底转动的位移模式,该模式下不同深度土体所处非极限状态不同,给土压力计算带来了困难.在已有研究基础上,推导了适用于绕墙底转动模式下土体强度参数与墙体位移的函数关系;假定墙后土体形成圆弧形土拱,滑裂面为不确定的曲面,将墙后土体按小步长水平分层,构建了绕墙底转动模式下非极限主动土压力的数值迭代格式,给出了该模式下非极限主动土压力的数值计算方法.该数值解既能确定墙后滑裂面的形状,又能计算非极限主动土压力的强度、合力及作用点.将数值解与模型试验结果、现有解析解进行了对比,发现墙后滑裂面为一曲面,该解计算结果与模型试验结果的契合度比现有解析解更高.这提供了刚性挡土墙绕底转动时非极限主动土压力的更精确解答,对这类挡土墙设计具有现实指导价值.

摘要： 颗粒堆底面中心出现正压力凹陷现象,与颗粒堆的形成方式具有相关性.本文通过离散元PFC2D颗粒流方法对颗粒堆的形成过程进行模拟:包括颗粒的生成,通过漏斗口自由下落,以及在底面堆积形成颗粒圆锥状颗粒堆.得到形成的颗粒堆体底部压力分布与室内物理模型试验结果较吻合,呈现中心部位压力凹陷的分布形态.基于堆体内部主力链分布形态和粒间接触力的法向角度各向异性特征分析,结合Edwards拱图模型,解释了颗粒堆体底部中心压力凹陷的原因来自颗粒集合体内部力的斜向传递特征,是颗粒堆体中土拱效应的体现.

摘要： 研究目的:微型桩是一种边坡快速加固手段,多大面积成群布置,研究桩间土拱对微型桩加固边坡工程设计具有重要意义.目前,缺乏微型桩加固边坡土拱形成机制的相关研究,本文主要通过模型试验并结合数值分析研究土拱形成机制及结构特征.研究结论:(1)当微型粧间距较小时桩间土体能够形成强拱,随着桩间距的增大,桩间土拱的结构性能有所减弱;(2)对黏性土坡而言,微型桩形成土拱的最大桩间距约为5.5D,当相对桩间距大于5.5时推力荷载作用下桩间土体会产生整体滑岀;(3)通过对比不同桩间距土拱形态可知,端承土拱的拱形近似为拋物线,拱形随着相对桩间距增大由尖变缓,再由缓变扁,拱高随着相对桩间距的增大而增大,在此基础上建立了微型桩加固土拱的拱轴线方程;(4)本研究成果可为微型桩加固黏土边坡工程设计和安全评价提供指导.

摘要： 抗滑桩治理设计中,桩间距是一个很重要的参数.根据桩、土相互作用效应,结合太沙基关于土体破坏假想滑裂面,建立了桩间土拱的无铰拱计算模型,采用弹性中心法求解导出了抗滑桩桩间距计算公式,发现了桩间距与土体粘聚力、内摩擦角、滑坡推力以及拱高跨比有关.在土体破坏极限平衡状态下通过主动破坏角联结拱高与拱跨的关系,求解并反算出此时的桩间距.以多个不同地层参数的工程实例对求解的桩间距公式进行了例证,结果表明,公式计算结果与实际设计值很接近,具有较强的适用性.

摘要： 为研究水下盾构隧道接缝处的渗漏规律,设计一套恒水压下盾构隧道渗漏的模型试验装置,对隧道拼装方式、漏缝宽度及漏缝位置不同时的漏水漏砂规律进行试验研究,揭示渗漏对漏缝周围土体受力与变形的影响.试验结果表明:临界缝宽几乎不受漏缝位置的影响,临界缝宽下漏水量不收敛且与渗漏方向有关,隧道拱腰处接缝的漏水速率约为拱顶处的2倍;而漏砂量在4 min内均己收敛且与应力土拱的形成有关,隧道拱脚处漏缝旁的土压力增量最大,应力土拱最难稳定,其漏砂量约为拱顶处的3倍.漏砂的特征粒径从原始级配开始逐渐降低,最终更小的颗粒被吸附在大颗粒骨架周围不再漏出,漏缝旁的土压力增幅约60％,且土压力增量与渗漏砂-水质量比正相关.拱脚漏缝渗漏时土体表层沉降最显著,错缝拼装渗漏时表层沉降的平均影响范围更广.

摘要： 针对城市地下空间开发过程中经常出现的基坑工程漏水漏砂引发的灾害问题,利用离散元和计算流体力学耦合的方法(DEM-CFD方法)对灾害的发展过程进行数值模拟分析.在室内试验、平面双轴数值模型、渗流模型的基础上确定了土体和流体的细观参数,建立数值模型,模拟研究两类典型地层(富水砂层、富水砂层上覆黏土层)发生漏水漏砂后的地层变形规律、土体损失规律以及地应力场发展变化规律.研究结果表明,对于富水砂层,漏水漏砂后基坑外部地表形成沉降槽,地表沉降最大值与地层损失率成正相关;地下水一方面加速土体的流失,另一方面使地层发生朝向漏点的集中运动.对于富水砂层上覆黏土地层,存在使地表拉裂的临界地层损失率,且上覆黏土层越厚,临界地层损失率越大;根据漏水漏砂后的地层应力状态可将地层分为空洞区、松动区、主拉应力区以及复杂应力区.研究成果对于基坑工程漏水漏砂灾害的治理与精细化控制具有参考意义.

摘要： 工程中抗滑桩的间距理论目前为止尚未完善,现如今很多工程实践中有关抗滑桩间距的布置都是依赖相关专家经验.为了探讨抗滑桩桩间距的合理值,在边坡工程中以抗滑桩中土拱效应的理论为基础,通过静力平衡、 跨中最大截面强度以及拱脚的角度问题进行分析,利用桩间土拱的受力、 变形、 破坏为依据,观察土拱破坏来确定抗滑桩间距.研究抗滑桩间距可以有效的提高边坡的整体稳定性.

摘要： 在对桩锚支护结构进行研究时,以降低工程造价为出发点,引入了竖向土拱的概念.通过对土拱的形成机制进行分析,将其承受的荷载进行了简化.在此基础上推导出了土拱是位于锚杆和坑底之间的半个椭圆.通常情况下,椭圆的长轴在竖向,长短轴之比取决于锚杆的相对位置和土层的参数.由此,根据已建立的竖向土拱理论,研究了在桩锚支护结构中如何设置土钉的问题.研究结果可以用来指导桩锚支护结构的工程设计,并对多支点支护结构的局部土压力、锚杆和土钉的联合支护等问题的进一步研究提供参考.

摘要： 根据土拱作用原理,采用刚性桩与槽钢排列组成刚柔组合支护,应用于软土地基一层地下室的基坑工程,取得成功.本文提出了刚柔组合支护土压力重新分布的计算模式,通过理论分析,并与实测结果对比,说明了这种土压力计算模式的合理性.

摘要： 抗滑桩临界桩距的基兹布尔格算法考虑了土拱作用,是当前国内外几种临界桩距算法中理论上最为合理的算法之一.本文通过分析认为,基兹布尔格临界桩距计算公式存在三点不合理之处.本文通过对其进行修正,重新推导出抗滑桩临界间距的计算公式,改进后的算法克服了原有不足,较全面反映了临界桩距与桩宽、滑体性质以及滑坡堆力之间的关系.算例对比表明,改进后的算法更切合实际,因而对抗滑桩设计具有一定的指导意义.

摘要： 本公开涉及一种软土隧道超前拱脚基础及拱脚支撑方法，包括沿隧道开挖方向延伸的支撑梁构件，所述支撑梁构件能够在隧道开挖前预置于隧道的土壤中，所述支撑梁构件与隧道的相对位置被设置为：支撑梁构件处于隧道开挖后，待支撑的钢拱架拱脚的正下方；所述支撑梁构件能够依次固定连接多榀钢拱架的拱脚，以将多榀钢拱架的拱脚与支撑梁构件组合形成整体的受力结构。

摘要： 本公开涉及一种软土隧道超前拱脚基础及拱脚支撑方法，包括沿隧道开挖方向延伸的支撑梁构件，所述支撑梁构件能够在隧道开挖前预置于隧道的土壤中，所述支撑梁构件与隧道的相对位置被设置为：支撑梁构件处于隧道开挖后，待支撑的钢拱架拱脚的正下方；所述支撑梁构件能够依次固定连接多榀钢拱架的拱脚，以将多榀钢拱架的拱脚与支撑梁构件组合形成整体的受力结构。

摘要： 本发明公开了一种土拱试验箱及土拱试验方法，其中，土拱试验箱包括箱体，所述箱体内部设有用于填装土样的土拱试验舱，土拱试验舱的顶壁以及至少一侧壁为活动板，设有向各活动板施加朝向土拱试验舱压力的加压系统，侧壁的活动板上转动定位安装有变径拱具，所述变径拱具为水平布置的柱体，且该柱体的横截面的至少一部分轮廓为螺线。本发明提供的土拱试验箱结构简单，便于观察，依据对称原理对装置结构进行了简化，有效降低了土拱试验箱的自重，土拱试验方法操作简单，结果准确。

摘要： 本发明涉及一种基于土拱效应的抗滑桩桩间距及桩板土压力的确定方法，属于滑坡、边坡、基坑等支挡工程技术领域。该方法包括以下步骤：步骤一：勘探滑坡治理工程现场，掌握地质勘察资料，形成地质勘察报告；步骤二：根据地质勘察报告进行滑坡推力的计算；步骤三：确定桩宽b；步骤四：给定精度控制量eps；步骤五：确定函数Φ的最小值Φmin，若Φmin≤eps，则转到步骤六，否则终止计算，表明此滑坡工程采用抗滑桩设计不合适；步骤六：确定桩间距和土拱方程；步骤七：计算桩板土压力。该方法与现有技术相比，可以提高抗滑桩设计的合理性，加大工程中抗滑桩能力的利用。

摘要： 本发明公开了一种土拱试验箱及土拱试验方法，其中，土拱试验箱包括箱体，所述箱体内部设有用于填装土样的土拱试验舱，土拱试验舱的顶壁以及至少一侧壁为活动板，设有向各活动板施加朝向土拱试验舱压力的加压系统，侧壁的活动板上转动定位安装有变径拱具，所述变径拱具为水平布置的柱体，且该柱体的横截面的至少一部分轮廓为螺线。本发明提供的土拱试验箱结构简单，便于观察，依据对称原理对装置结构进行了简化，有效降低了土拱试验箱的自重，土拱试验方法操作简单，结果准确。

摘要： 本发明涉及一种基于三向土拱效应的柔性管道上覆土压力预测方法，属于地下空间工程领域。该预测方法通过对地基不均匀沉降在管道上覆土体中引发的土拱效应进行计算分析，利用刚体极限平衡理论，建立管道上覆土压力预测公式，从而计算得到埋地柔性管道在地基不均匀沉降下的上覆土压力。本发明提供的基于三向土拱效应的柔性管道上覆土压力预测方法，为埋地柔性管道在地基不均匀沉降下上覆土压力的计算提供了一种安全保守的设计方法。

摘要： 本发明涉及一种基于透明土技术的动力土拱模型试验系统及方法，该试验系统包括反力架、加载装置、模型支架、竖向滑动丝杆、蜗轮箱体、水平连接轴、电动马达、激光发射器和测量设备，模型槽底安装固定块和活动块，配置透明土后可以通过移动活动块，与固定块产生相对位移，在透明土中形成稳定土拱，反力架上安装加载装置进行动力加载，模拟动力荷载对土拱的影响。本方法包括确定所需固定块与活动块的尺寸与数量，安装固定块和活动块并密封，安装电动马达、平连接轴、竖向滑动丝杆和蜗轮箱体牵引活动块运动，模拟正、负土拱和不同数量的土拱情况，在形成土拱后固定活动块，采用加载装置进行动力加载，试验过程中采用高速相机拍摄激光散斑场，分析土拱的形成和在动力荷载下演化的规律。

摘要： 本实用新型涉及一种模拟土拱效应及加筋土拱作用的试验装置，该装置由试验主箱、支撑部件、活动隔板、活动挡板、固定挡板和旋转盘，所述试验主箱为试验土体容器，同时起到记录试验位移值的作用，所述位移控制系统通过螺纹杆及支撑弹簧，在保证下部顶板能够顺利下滑的同时，有效避免了螺纹杆上作用力过大导致卡死的现象，位移控制值通过螺纹杆螺纹距控制，能够较精确的模拟沉降量，试验主箱及位移控制系统之间有活动挡板系统，用以模拟不同桩及不同桩间距的作用。与现有技术相比，本实用新型具有操作方便，安全可靠，适用性强等优点。

摘要： 本实用新型公开了验证加筋土结构筋‑土间土拱效应的装置，包括框架、加载系统、填料和外壳；外壳是一上方开口的容置箱，外壳内设有填料，填料上面设有顶板；外壳上方设有反力架；反力架与顶板之间设有加载系统；加载系统包括从上向下以此连接的圆形混凝土板、千斤顶、压力环和方形混凝土板；圆形混凝土板固定于反力架的中间部位；千斤顶通过圆形混凝土板和反力架形成反压加载系统向压力环施加载荷；压力环测量反力架与顶板之间由千斤顶施加的荷载的数值；方形混凝土板上面与压力环连接，下面压紧顶板将压力环施加载荷分布到顶板；填料为横向分层设置的多彩颜色沙土。本实用新型能够准确确定何种加筋间距下加筋土内部才能形成稳定的土拱效应。

摘要： 本实用新型公开了一种考虑土拱和变形空间效应的软土基坑双排桩支护结构，包括前排支护桩、后排支护桩及盖板，在前排支护桩与后排支护桩之间设有拱形搅拌桩止水帷幕，在前排支护桩与后排支护桩之间设有加筋水泥土墙，坑前设有格栅式搅拌桩，盖板连接前排支护桩与后排支护桩，构成空间共同承载结构，有效地提高空间抗弯扭刚度；拱形搅拌桩止水帷幕的拱形布置与双排桩间荷载传递的路径吻合，可显著提高承载拱内土体的强度，有效的控制承载拱内土体压缩；加筋水泥土墙与前排支护桩、后排支护桩共同形成复合墙墩，在不增加支护结构占地空间的情况下，可有效抑制软土基坑开挖存在的变形空间效应。