刚性挡土墙主动土压力数值分析

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1、第23卷第6期岩石力学与工程学报23(6)：989～9952004年3月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringMarch，2004*刚性挡土墙主动土压力数值分析陈页开汪益敏徐日庆龚晓南(华南理工大学交通学院广州510640)(浙江大学岩土工程研究所杭州310027)摘要采用有限单元法对作用于刚性挡土墙上的主动土压力进行数值分析，土体采用弹塑性的Mohr-Coulomb本构模型，在土与结构接触面间引入无厚度的Goodman接触单元，接触面上剪应力和剪切位移采用弹塑性的本构模型，研究了不同挡土墙的变位模式、不同墙

2、面摩擦特性以及土体变形特性等因素对土压力大小和分布的影响。关键词土力学，主动土压力，刚性挡土墙，变位模式+分类号TU432，TU476.4文献标识码A文章编号1000-6915(2004)06-0989-07NUMERICALANALYSESOFACTIVEEARTHPRESSUREONRIGIDRETAININGWALL1122ChenYekai，WangYimin，XuRiqing，GongXiaonan1(SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640China)2(ZhejiangUniversit

3、y，Hangzhou310027China)AbstractInthispaper,numericalanalysesforactiveearthpressureproblemsofrigidretainingwallareperformed，aimingatimprovingunderstandingofthefactorsgoverningthemagnitudesanddistributionsoftheearthpressuresonretainingwall.Activeearthpressureproblemsareanalyzedbyusin

4、gaMohr-Coulombconstitutivemodelofsoil.Amethodtodescribethefrictionalbehaviorbetweensoilandwallisproposedusingtheelastoplasticjointelements.Thecomputedvariationsofearthpressurewithwalldisplacementinactivestatesexplainwelltheinfluenceofthewallfrictionandthewallmovement.Keywordssoilm

5、echanics，activeearthpressure，rigidretainingwall，wall-movementmodes本文拟对作用在刚性挡墙上的主动土压力进行1引言分析，土体本构模型、土与结构接触面本构模型均与上文相同，刚性挡墙的变位模式采用墙体平移T在上文“刚性挡土墙被动土压力数值分析中”，模式、绕墙顶上某点转动RTT模式和绕墙底下某点作者同时考虑土体的力学特性和土与结构接触面上转动RBT模式等3种模式，研究不同变位模式和位[5～10]的变形特性，用有限单元法对作用在刚性挡墙上的移条件对土压力大小和分布的影响。[1～4]被动土压力进行分析研

6、究，土体采用弹塑性的Mohr-Coulomb本构模型，在土与结构接触面间引入2算例分析无厚度的Goodman接触单元，接触面上剪应力和剪切位移采用弹塑性的本构模型。2.1计算参数及分析方法2002年3月25日收到初稿，2002年6月5日收到修改稿。*国家自然科学基金(59978045)资助项目。作者陈页开简介：男，1973年生，博士，1995年毕业于沈阳建筑工程学院机械设计与制造专业，主要从事岩土工程方面的研究、教学与设计等工作。E-mail：chenyekai@163.com。•990•岩石力学与工程学报2004年仍假定模型假定为平面应变问题。有关计算程

7、序、计算网络、约束条件、填土模型与计算参数同上文所述。通过给定挡墙背离土体，可以获取土体的主动土压力状态，为了分析挡墙的变位模式对土压力大小及其分布的影响，主动状态采用3种变位模式，即T模式，RBT模式和RTT模式，如图1所示。图2水平土压力分布曲线Fig.2Distributionofhorizontalearthpressure(a)T模式(b)RBT模式(c)RTT模式图1主动状态挡墙变位模式Fig.1Modesofwallmovementinactivestate在这里引进一个参数n，其定义为挡墙转动轴图3Kh随挡墙位移变化曲线心到墙顶(墙踵)的距

8、离和墙高的比值，从图中可以Fig.3VariationofKhwi