繞頂轉動模式下三維被動土壓力的數值研究*

史克寶 盧坤林② 陳一鳴 趙瀚天 尹志凱 石 峰

(①合肥工業大學土木與水利工程學院，合肥 230009，中國) (②安徽工業大學建筑工程學院，馬鞍山 243002，中國)

0 引 言

擋土墻上被動土壓力的確定是一個經典的土力學問題。二維被動土壓力的研究在實際工程中已經得到廣泛應用(姚攀峰等，2004；應宏偉等，2016；趙夢怡等，2018)，在理論上也已經使用不同的方法，如極限平衡法(顧慰慈，2005; 秦立科等，2009)、上限極限分析法(高和斌等，2003)、下限極限分析法(Kérisel et al.，1990)。但在現實工程中，許多擋土結構物都以三維的方式產生被動土壓力，例如深基坑中支撐結構物擋土墻、邊坡預應力的錨桿式支護結構、拱形構筑物的局部支護結構、承受水平荷載作用下的支護擋墻，這些擋土結構物上的被動土壓力顯著大于經典土壓力的計算值，具有明顯的三維空間效應(Duncan et al.，2001)。為了保證擋土結構物安全和經濟設計的需要，應按空間問題來研究擋土結構物上的被動土壓力。

目前，已有相關學者就三維被動土壓力開展了相應研究。Horn(1972)進行了三維被動土壓力的模型試驗研究，總結并提出了擋土墻上三維被動土壓力的組成；Soubra et al. (2000)采用上限分析的方法計算出不同參數條件下三維被動土壓力系數；krabl et al. (2005)在滿足運動許可的條件下，構造了旋轉雙曲線的空間破壞模式，且利用上限分析法計算空間效應下的被動土壓力系數；Benmebarek et al. (2008)采用數值模擬技術研究了平移模式下三維被動土壓力的空間效應系數數值解，并與極限平衡解、上限解和試驗成果相印證，給出了不同參數下的空間效應系數。……