基于联合强度理论的黄土土压力计算新解

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结构性黄土作为一种具有特殊性质(水敏性)的特殊土,由于结构性黄土的抗拉强度相对较大,必然对黄土的土压力计算产生一定影响。同时,滑坡、崩塌以及地裂缝等地质灾害的产生以及发展破坏的过程均与其抗拉特性有关。因此,黄土抗拉强度在黄土土压力计算中存在的影响需要进行合理的评价。本文开展了基于联合强度理论的黄土土压力计算新解的研究。首先,基于黄土的抗拉强度试验、单轴压缩试验和常规三轴试验,建立可综合考虑黄土抗拉、抗剪特性的联合强度理论并对该理论进行深入分析。随后,基于联合强度理论,开展主动及被动极限应力平衡分析,推导得出主动土压力以及被动土压力计算新解,并对该计算新解进行了分析与验证。最后,基于两种实际工况,利用黄土主动土压力计算新解及被动土压力计算新解对原状黄土和重塑黄土的土压力进行评价。主要结论如下:(1)基于联合强度理论得出的墙后填土拉张区开裂深度小于Mohr-Coulomb理论的墙后填土拉张区开裂深度。当土体粘聚力和抗拉强度较大时,二者的开裂深度差异较大,反之,则二者的开裂深度相差较小。(2)基于联合强度理论的黄土主动土压力呈非线性分布,且其黄土主动土压力值大于朗肯主动土压力值。随着墙后填土深度增大,其黄土主动土压力值和朗肯主动土压力值逐渐接近。(3)基于联合强度的黄土被动土压力曲线大致呈线性分布,且基于联合强度理论的黄土被动土压力值小于朗肯被动土压力值小。(4)基于联合强度理论重塑黄土主动土压力值大于相应的原状黄土主动土压力值,其重塑黄土被动土压力值小于相应的原状黄土被动土压力。总之,Mohr-Coulomb强度理论高估了黄土的抗拉强度,导致朗肯主动土压力偏小,朗肯被动土压力偏大,偏于保守。联合强度理论合理评价了黄土的抗拉强度,使得基于该理论得出的主动土压力和被动土压力更贴近实际。
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