钢板桩挡墙主动土压力分布的形状效应
2012-11-05张国庆蒋明镜熊巨华中山裕章
岩土力学 2012年1期
刘 芳 ,张国庆 ,蒋明镜 ,熊巨华 ,中山裕章
(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)
1 引 言
钢板桩边缘带有联动装置,可以自由组合形成连续紧密挡土或者挡水墙的钢结构体。近年来随着低碳、绿色、环保等理念深入人心,钢板桩作为一种可重复利用的绿色环保支挡结构,在水利及海岸工程中得到进一步推广。但是,人们对钢板桩土压力分布规律的认识尚不够深入,目前仍采用基于经验的半理论设计方法,钢板桩的理论研究远落后于工程实践,制约着钢板桩的推广和应用。
挡土墙土压力是个古老的问题,在经典土压力计算理论的基础上,大量学者通过室内试验(Fang等[1])、理论分析(王元战等[2]、应宏伟等[3]、张建民等[4])、有限元计算(陈页开等[5-6])及离散元模拟(周健等[7])等手段对此开展了卓有成效的研究。然而,这些研究都基于平面挡墙,对钢板桩土压力方面的研究还很少见。
DiBiagio[8]进行基坑现场测试时发现,钢板桩凹处和凸处土压力在开挖前一致,但在开挖的过程中两处的差异逐渐产生,因此钢板桩土压力监测必须同时考虑凹处和凸处。Tan等[9]对钢板桩支护的基坑工程进行长期现场监测发现,钢板桩横向土压力分布不均匀。以上学者的实测结果均表明,区别于平面挡墙,钢板桩横截面的波纹形状导致钢板桩横截面凹凸处的土压力差异,由钢板桩截面的几何特征所引起的土压力分布不均不容忽视,但是,这种形状效应的产生机制和影响因素目前尚不明确。……
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