›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (S1): 315-320.

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钢板桩挡墙主动土压力分布的形状效应

刘 芳1，2，张国庆1，2，蒋明镜1，2，熊巨华1，2，中山裕章3   

  1. 1. 同济大学 土木工程学院地下建筑与工程系，上海 200092；2. 同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092； 3. 新日本制铁株式会社，千叶 日本293-8511
  • 收稿日期:2012-05-13 出版日期:2012-09-11 发布日期:2012-09-21
  • 作者简介:刘芳，女，1978年生，博士，讲师，主要从事岩土力学与岩土工程的研究
  • 基金资助:

    国家自然科学基金青年项目资助（No. 41102173）

Impact of sectional shape of steel sheet pile wall on active earth pressure

LIU Fang1, 2, ZHANG Guoqing1, 2, JIANG Ming-Jing1, 2, XIONG Ju-hua1, 2, Hiroaki Nakayama3   

  1. 1. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China; 3. Nippon Steel Corporation, Chiba 293-8511, Japan
  • Received:2012-05-13 Online:2012-09-11 Published:2012-09-21

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摘要： 采用有限元数值试验，研究帽型钢板桩的截面形状对墙后主动土压力分布规律的影响。首先，对室内缩尺模型试验进行数值模拟，对比实测数据验证数值模型的有效性；然后，建立钢板桩挡墙数值模型，模拟该挡墙在不同位移模式下土压力变化和分布的规律，与平板挡墙计算结果进行对比，分析钢板桩截面形状对土压力分布的影响，进一步探讨形状效应的可能影响因素及机制。分析结果表明，钢板桩的截面形状影响墙后主动土压力的分布形式，影响程度与位移模式有关；墙体平动和绕墙底转动情况下，钢板桩挡墙凸出部分的主动土压力值大于凹处，但墙体绕墙顶转动情况下差异不明显；主动土压力的形状效应由土拱效应引起，截面高宽比对其影响显著，墙土摩擦角影响有限。

关键词: 钢板桩挡墙, 主动土压力, 形状效应, 位移模式

Abstract: The influence of sectional shape of steel sheet piles on the active earth pressure against a steel sheet pile wall was investigated by finite element simulation. First the numerical model was validated through a numerical simulation of a small scale model test compared with the measured data. The verified model was then used to simulate the response of a steel sheet pile wall subjected to different displacement modes at the active state. A comparative analysis was conducted between the case of steel sheet pile wall and a planar wall to find out the sectional shape effect on the distribution and magnitude of earth pressure against the wall, and the possible mechanism and influencing factors. The results indicate that the sectional shape of the steel sheet pile wall affects the distribution of the transversal earth pressure against the wall. The active earth pressure acting on the extruding portion of the sheet pile wall is larger than that on the denting portion when the wall translates beyond the wall or rotates around the top, while such distinction is trivial when the wall rotates around the base. The shape-induced difference of the transversal earth pressure against the sheet pile wall roots in the soil arching; and it heavily replies on the sectional aspect ratio, and less on the wall-soil frictional properties.

Key words: steel sheet pile wall, active earth pressure, shape effect, displacement mode

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[1] 陈建旭, 宋文武, . 平动模式下挡土墙非极限主动土压力[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2284-2292.
[2] 刘 洋, 于鹏强. 刚性挡土墙平移模式的土拱形状 与主动土压力分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 506-516.
[3] 刘美麟，侯艳娟，张顶立，房 倩. 砂土地层中考虑基坑施工效应的柔性挡墙主动土压力研究[J]. , 2018, 39(S1): 149-158.
[4] 闫澍旺，李 嘉，闫 玥，郎瑞卿，纪玉诚, . 轴对称主动土压力问题的滑移线解[J]. , 2018, 39(11): 4133-4141.
[5] 杨 贵，王阳阳，刘彦辰, . 基于曲线滑裂面的挡墙主动土压力分析[J]. , 2017, 38(8): 2182-2188.
[6] 杨明辉，戴夏斌，赵明华，罗 宏. 曲线滑裂面下有限宽度填土主动土压力计算[J]. , 2017, 38(7): 2029-2035.
[7] 骆 晗，李荣建，刘军定，霍旭挺，张 真，孙 萍,. 基于联合强度的黄土主动土压力公式与计算比较[J]. , 2017, 38(7): 2080-2086.
[8] 张 健，王新征，胡瑞林，. 无限倾斜填土非竖直墙背条件下地震主动土压力计算[J]. , 2017, 38(4): 1069-1074.
[9] 刘忠玉，陈 捷，李东阳,. 考虑剪应力作用的刚性挡土墙主动土压力分析[J]. , 2016, 37(9): 2443-2450.
[10] 王闫超，晏鄂川，陆文博，丛 璐，朱存金，李兴明，叶世伟. 无黏性有限土体主动土压力解析解[J]. , 2016, 37(9): 2513-2520.
[11] 岳树桥，左人宇，陆 钊，. 相邻基坑有限宽度土条主动土压力的计算[J]. , 2016, 37(7): 2063-2069.
[12] 马永政 ，蔡可键 ，郑 宏,. 混合多位移模式的非连续变形分析法研究[J]. , 2016, 37(3): 867-874.
[13] 陈建功，周廷强，胡日成, . 柔性支护结构主动土压力的变分计算方法研究[J]. , 2016, 37(12): 3365-3370.
[14] 朱建明，林庆涛，高晓将，高林生,. 临近地下室外墙影响下的挡土墙空间土压力研究[J]. , 2016, 37(12): 3417-3426.
[15] 陈建功 ，徐晓核 ，张海权 , . 一般条件下主动土压力的变分求解[J]. , 2015, 36(S2): 310-314.
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[1] 向天兵，冯夏庭，陈炳瑞，江 权，张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[2] 张宜虎，周火明，邬爱清. 结构面网络模拟结果后处理研究[J]. , 2009, 30(9): 2855 -2861 .
[3] 张常光，张庆贺，赵均海. 非饱和土抗剪强度及土压力统一解[J]. , 2010, 31(6): 1871 -1876 .
[4] 杨天鸿，陈仕阔，朱万成，刘洪磊，霍中刚，姜文忠. 煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究[J]. , 2010, 31(7): 2247 -2252 .
[5] 胡秀宏，伍法权. 岩体结构面间距的双参数负指数分布研究[J]. , 2009, 30(8): 2353 -2358 .
[6] 李卫超，熊巨华，杨 敏. 分层土中水泥土围护结构抗倾覆验算方法的改进[J]. , 2011, 32(8): 2435 -2440 .
[7] 张桂民 ，李银平 ，施锡林 ，杨春和 ，王李娟. 一种交互层状岩体模型材料制备方法及初步试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 284 -289 .
[8] 胡 存，刘海笑，黄 维. 考虑循环载荷下饱和黏土软化的损伤边界面模型研究[J]. , 2012, 33(2): 459 -466 .
[9] 王洪新 ，孙玉永 . 考虑基坑开挖宽度的杆系有限元算法及试验研究[J]. , 2012, 33(9): 2781 -2787 .
[10] 陈志坚 ，陈欣迪 ，唐 勇 ，张宁宁 . 超大型深水群桩基础的传感器保护技术[J]. , 2012, 33(11): 3509 -3515 .
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