›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (6): 1927-1934.doi: 10.16285/j.rsm.2016.2093

• 基础理论与实验研究 •    下一篇

考虑松动区内应力分布形式的松动土压力研究

徐长节1, 2，梁禄钜1，陈其志1，刘元昆1   

  1. 1. 浙江大学 滨海和城市岩土工程研究中心，浙江 杭州 310058；2. 华东交通大学 土木建筑学院，江西 南昌 330013
  • 收稿日期:2016-11-28 出版日期:2018-06-11 发布日期:2018-07-03
  • 作者简介:徐长节，男，1972年生，博士，教授，主要从事土动力学、基坑工程及隧道工程等方面的研究。
  • 基金资助:

    国家重点基础研究发展计划（973计划）（No.2015CB057801）；国家自然科学基金项目（No.51278449，No.51238009，No.51338009）

Research on loosening earth pressure considering the patterns of stress distribution in loosening zone

XU Chang-jie1, 2, LIANG Lu-ju1, CHEN Qi-zhi1, LIU Yuan-kun1   

  1. 1. Research Center of Coastal and Urban Geotechnical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058, China; 2. School of Civil Engineering and Architecture, East China Jiaotong University, Nanchang, Jiangxi 330013, China
  • Received:2016-11-28 Online:2018-06-11 Published:2018-07-03
  • Supported by:

    This work was supported by the National Key Basic Research Project of China (973 Program) (2015CB057801) and the National Natural Science Foundation of China (51278449, 51238009, 51338009).

PDF (Chinese)

709

摘要： 传统土拱效应理论是基于松动区内土体应力均匀分布这一基本假定建立的，然而由于松动区内部主应力轴偏转的影响，实际情况下松动区内部的土体应力分布往往是非均匀的。针对这一情况，在太沙基松动土压力分析模型的基础上，通过假定3种不同形状的大主应力轨迹线，考虑了松动区内应力分布形式对松动土压力的影响，对传统太沙基松动土压力公式进行了修正，并与离散元数值模拟结果进行了对比验证。研究结果表明：当土体达到极限平衡状态时，松动区内部竖向应力与水平向应力分别呈上凹式分布和上凸式分布，松动区中轴线上侧向土压力系数等于被动土压力系数；采用不同形状的大主应力轨迹线进行计算所得应力分布之间的差异在10%以内，且均与离散元数值模拟结果吻合良好，从而验证了修正解的有效性。为计算方便起见，推荐相关工程中采用圆弧形大主应力轨迹线假定进行计算。

关键词: 土拱效应, 松动区, 松动土压力, 应力分布, 离散元

Abstract: Traditional theory of soil arching effect is based on the assumption of homogeneous stress distribution in loosening zone. However, because of the influence of main stress axes deflection in loosening zone, the stress distribution is inhomogeneous. Based on Terzaghi’s loosening earth pressure theory, three types of major principal stress path are assumed and then a modified analytical solution of loosening earth pressure is presented considering the influence of stress distribution. DEM is also used to compare the model. The results show that when soils arrive ultimate equilibrium state, the distributions of vertical stress and horizontal stress in loosening zone are concave and convex respectively, and lateral earth pressure coefficient equals to passive earth pressure coefficient on the axle of the loosening zone. Difference among different major principal stress paths is less than 10% and these results are all in agreement with DEM numerical results, which confirms the effectiveness of the modified analytical solution. For the convenience of calculation, it is recommended to assume an arc path of major principal stress in the calculation of relevant projects.

Key words: soil arching effect, loosening zone, loosening earth pressure, stress distribution, DEM

中图分类号: 

  • TU 432

[1] 薛亚东, 周杰, 赵丰, 李兴. 基于MatDEM的TBM滚刀破岩机理研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 337-346.
[2] 鲍宁, 魏静, 陈建峰. 桩承式路堤土拱效应三维离散元分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 347-354.
[3] 刘克奇, 丁万涛, 陈瑞, 侯铭垒, . 盾构掌子面三维破坏模型构建与极限支护力计算[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2293-2303.
[4] 徐东升, 黄明, 黄佛光, 陈成. 不同级配珊瑚砂水泥胶结体的破坏行为分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1531-1539.
[5] 吴祁新, 杨仲轩. 基于应变响应包络的颗粒材料增量力学行为研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 915-922.
[6] 黄宇华, 徐林荣, 周俊杰, 蔡雨, . 基于改进Terzarghi方法的桩网地基桩土应力计算[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 667-675.
[7] 孙博, 杨怀德, 谷玲, 刘跃, 唐碧华, 赵桂连, 张连明. 基于UDEC颗粒模型的不确定性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3679-3688.
[8] 汪大海, 贺少辉, 刘夏冰, 张嘉文, 姚文博. 地层渐进成拱对浅埋隧道上覆土压力影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2311-2322.
[9] 王蕴嘉, 宋二祥. 堆石料颗粒形状对堆积密度及强度影响的 离散元分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2416-2426.
[10] 芮 瑞, 叶雨秋, 陈 成, 涂树杰. 考虑墙壁摩擦影响的挡土墙 主动土压力非线性分布研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1797-1804.
[11] 陈 峥, 何 平, 颜杜民, 高红杰, . 考虑土拱效应的管棚合理间距计算方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1993-2000.
[12] 吴顺川, 马 骏, 程 业, 成子桥, 李建宇, . 平台巴西圆盘研究综述及三维启裂点研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1239-1247.
[13] 赵兰浩, 芮开天, 刘勋楠. 非均匀颗粒快速线性接触检测算法[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1187-1196.
[14] 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.
[15] 顾晓强, 杨朔成, . 基于离散元数值方法的砂土小应变弹性特性探讨[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 785-791.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484, 87199252, 87199253, 87198752　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发