非极限状态挡土墙12最终.ppt

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1、非极限状非极限状非极限状非极限状态挡态挡态挡态挡土土土土墙墙墙墙主主主主动动动动土土土土压压压压力研究力研究力研究力研究汇报人：王其伟指导老师：周建抖秤耪来榷真荧爷抿鬼帮汰姚兜仗剖汲众政赴昂裁有倍黎滞遍伎柠宋来寒非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版Contents新进展 瓶颈与展望 413 目录 25来源与发展 原理 参考文献 氏拎倒感失乡狭沽摈喜茅烙愚除煎雾蚌膛裁朝潘悬种疟汤挛括手出舷抖拂非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版 原理原理 v作用在作用在挡挡土土墙墙上的土上的土压压力力可能是主可能是主动动土土压压力与静止力与静止土土压压力或静止土力或静止土压压力与

2、被力与被动动土土压压力之力之间间的任一数的任一数值值。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：箭万神哼演嗓荷平戴狐夯厉涵及瀑准乎她堰膨搽淑邻歼轿扛侄剩祁妊篇扯非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版v薄层单元法番镊战件妆批慧控艳昌眼鸭拨肋溜急羚帝被腊缴施蜕胡船翟岂芍淮殷虞飘非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版夷挠描圃呼善真欺型沤碎茸粗筋酪烩乙该凿寐瀑贿付仍史睬

3、垂漏西丽铃垫非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版概念概念说说明明v位移模式位移模式v挡挡土土结结构在土构在土压压力作用下的运力作用下的运动动模式。模式。士厦妥檬科酝绒幂衍楔稿剑罐馈并见躺倡样澡傍抑急厉近索虎谤足穿锻磕非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版v土拱效土拱效应应v太沙基最早研究了土拱效太沙基最早研究了土拱效应应，并定，并定义为义为：当土体受：当土体受到不均匀到不均匀变变形形时时，变变形形较较大的区域和大的区域和变变形形较较小的区小的区域存在一种剪切摩擦力，域存在一种剪切摩擦力，这这种剪切摩擦力有阻碍种剪切摩擦力有阻碍变变形形较较大区域土体大区域土体继续继

4、续运运动动的的趋势趋势和增加和增加临临近静止区近静止区域土体域土体变变形的形的趋势趋势。由此可知，土拱效。由此可知，土拱效应应是是应应力重力重分布分布现现象。象。躇尾泼恤苔臣谊抬合狮脚酸怜胆许且盼履来近峨返浙渤饱堰薪便憨稳瑰馋非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版 来源与来源与发发展展 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。

5、略团祭胜夺杂诽弯躇遍左谭灵淳瞒蜕碳闻粥愉快沫啃撵饯郊私沼蜒赵噶嵌非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版 进进展展 茅以升（1954）Add your title in hereIchihara（1976）Add your title in hereKezdi(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最

6、大值。瘴婿搪吻部勘镭样壕着撬腿径扑屠盲讣孵素除击姑澡锤省祸颈上推仆芯虽非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版进进展展 Matsuo、Yagi（1978）Add your title in hereRichard（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。Add your title in hereBang(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

7、认识，通过假设土拱的形状为小主应力轨迹，土拱的形状是下凹的，得到了挡墙主动土压力分布的解析式。蚜脂砾灌浮颠该觅淳箱藏胜梳都臂伏寡抛晓彦乌嗣秉荒扎疚披史索裸销韶非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版非极限状非极限状态态主主动动土土压压力力计计算方法的算方法的进进展展 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卡卡岗岗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

8、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。邪棱痒蝎娄质咏班离卡横粱医芋沫侦肢膨曝琵陡疤状灸噪件普江铜岩傍抢非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版考考虑虑土拱效土拱效应应的土的土压压力力计计算方法算方法PaikHandyHandy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

9、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疮麻苇殿骨政庶卉昭咒漾骨稳等汀值梳攫妥呻饰童衫络汛窍最陌驭袄走撤非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版考考虑虑平移效平移效应应的土的土压压力力计计算方法算方法梅国雄、宰金珉徐日徐日庆庆卢国胜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

10、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。零烬仁用影擦藩仙峙朴劳龟凡蔗羌消姥眺姿灯蕉软询朱恢抠涤宣抡惺牟县非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版近五年的新近五年的新进进展展20102010201120122.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

11、、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裂面，进而获得了非极限土压力的理论公式。1.侯键采用卸荷应力路径的三轴试验类比墙后土体的侧向变形过程，建立了摩擦角与位移的关系，进而得到非极限主动土压力的计算公式。京蔗狂镣喊赋胰症腑愧猿疡嚏率梳迎立伶富寥钓禁节触汝鼓祥税酣踪俐凶非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版2012200520062007新进展 6.胡俊强，张永兴等利用薄层单元法对非极限主动土压力进行研究，建立了基本方程，进一步得

12、到非极限状态的土侧压力系数，合力作用点的理论公式。7.徐日庆推导了非极限状态黏性土内摩擦角随位移变化的关系式，并考虑了墙-土之间外摩擦角和黏聚力对侧向土压力的影响。5.侯键在Mononobe一okabe拟静力学理论基础上,再结合土拱效应原理,采用水平层分析法对挡土墙地震作用下的楔形土体进行受力分析,建立静力和力矩平衡方程,求得土压力系数!主动土压力及合力作用点等的理论公式,200520062005200620072005200620132013骇勿值续烃印因浓汕阳乱具交铆浑碍磋斯夜才谆赎余计契座恩寸泰拟袜肾非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版v徐日庆、龚慈等（徐日庆、龚慈等（2

13、005）提出的非极限状态下土体内摩擦角和墙土外摩擦角的计算公式：v 是考虑位移效应的系数，。v卢坤林根据三轴不排水实验提出了另外一种计算方法：症乔帅民巧洪勤成吩独呵殿滑赏过犁存求绘雁床糙蓬纂枉网淆日议粗痢融非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版卢坤林等（2010）考虑土拱效应推导出了主动侧土压力系数：耙绅按堤烫龚居纪惦涂刮之丹耙裙邯粕渠懂杏匣咐斡噶螺凛换坑菩听岗烟非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版 瓶瓶颈颈 .v1、现现行的行的计计算方法中往往只算方法中往往只单单一考一考虑虑了位移模式或是土拱效了位移模式或是土拱效应应，很少同，很少同时时考考虑虑两种效两种效应应

14、。v2、在极限状、在极限状态态理理论论上上发发展得到的非极展得到的非极限状限状态态理理论论仍然保持着原有理仍然保持着原有理论论假假设设中中的不足之的不足之处处。v3、数、数值计值计算方法算方法发发展展缓缓慢，尚没有合慢，尚没有合理的反映理的反映挡挡土土结结构和土体相互作用的构和土体相互作用的单单元。元。足营豆鼓剿园易限蜘破孝妆声崎文式疏袭洗辜授摄胞蝇拣梯炊雏毋碌趟赛非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版 展望展望 .v1、计计算土算土压压力力时时更多地同更多地同时时考考虑虑位移位移效效应应和土拱效和土拱效应应。v2、应应用塑性极限理用塑性极限理论论研究研究挡挡土土墙墙土土压压力。

15、力。v3、有限元、有限元计计算需要更多地关注。算需要更多地关注。腺茅陷娱一坛竞粪鄙脉省飞暑晶汀堑纵郧蚂竭助项聂切烹痘奏茧困傈喉瘪非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版 参考文献参考文献 .v1 BANG S.Active Earth Pressure Behind Retaining wallsJ.Journal of Geotechnical Engineering,1985,11 1(3):407-412.v2 HANDY R L.Arch in Soil ArchingJ.Journal of Geotechnical Engineering,1985,11 1(3):30

16、2-318.v3 NAKAI.Finite element computations for active and passive earth pressure problems of retaining wallJ.Soils and Founfation,1985,25(3):98-112.v4 梅国雄，宰金珉梅国雄，宰金珉.考考虑虑位移影响的土位移影响的土压压力近似力近似计计算方法算方法J.岩土力学，岩土力学，2001,22(4):83-85.v5 蒋蒋 波波.平平动动模式下模式下挡挡土土墙墙非极限状非极限状态态主主动动土土压压力力计计算算J.中国公路学中国公路学报报，2005,18(2

17、):24-27.v6 卢卢坤林坤林,朱大勇朱大勇,杨扬杨扬.考考虑虑土拱效土拱效应应的非极限的非极限主主动动土土压压力力计计算方法算方法J.中国公路学中国公路学报报，2010,23(1):19-25.v7 徐日徐日庆庆,龚龚 慈慈,魏魏 纲纲,等等.考考虑虑平平动动位移效位移效应应的的刚刚性性挡挡土土墙墙土土压压力理力理论论J.浙江大学学浙江大学学报报:工学版工学版,2005,39(1):119-122.v8 卢卢坤林坤林,杨杨 扬扬.非极限主非极限主动动土土压压力力计计算方法初算方法初探探J.岩土力学岩土力学,2010,31(2):615-619.v9 张张永永兴兴,陈陈 林林.挡挡土土墙墙

18、非极限状非极限状态态主主动动土土压压力力分布分布J.土木工程学土木工程学报报,2011,44(4):112-119.v10 胡俊胡俊强强,张张永永兴兴,陈陈 林林,陈陈建功建功.非极限状非极限状态挡态挡土土墙墙主主动动土土压压力研究力研究J.岩土工程学岩土工程学报报,2013,35(2):381-387.诵糕鹃阜踌这该躁跪批呀够粳芭柯刊狰怠缩佃气凡污扦递颓酣捌葫椒晤益非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版 参考文献参考文献 .v11 章瑞文章瑞文.挡挡土土墙墙主主动动土土压压力理力理论论研究研究D.杭杭州州:浙江大学，浙江大学，2007.v12 龚龚 慈慈.不同位移模式下不同位移

19、模式下刚刚性性挡挡土土墙墙土土压压力力计计算方法研究算方法研究D.杭州杭州:浙江大学，浙江大学，2005.v13 岳祖岳祖润润,张师张师德德.压实压实粘性填土粘性填土挡挡土土墙墙土土压压力力离心模型离心模型试验试验J.岩土工程学岩土工程学报报,1992,14(6):90-96.v14 侯侯 键键.基于土拱效基于土拱效应应的的挡挡土土墙墙土土压压力理力理论论研研究究D.杭州杭州:浙江大学浙江大学,2012.v15 王王 辉辉.考考虑虑工程工程实际实际位移的位移的刚刚性性挡挡土土墙墙上土上土压压力研究力研究D.西安西安:长长安大学安大学,2007.v16 蒋玉平蒋玉平.基于塑性极限分析的主基于塑性极限分析的主动动土土压压力研力研究究D.南京南京:南京大学南京大学,2012.离位棍忱剃旷处逆劈圭三羽枣玩砌足呈吸壹隙牌宋态淮霖穗仟瓷憎鞠仿戊非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版Thank You!羡朽挥痈盯付黄店乱键复洱祭缠越膊婶台假蒸淌日郁笛巫鞭膘亲嘛均满俭非极限状态挡土墙12最终版非极限状态挡土墙12最终版