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土拱效应具有能够优化土体受力结构的能力,但同时也改变了土体竖向受力规律,然而国标计算公式对此并未涉及。随着经济发展,对工程基础、边坡防护等要求越来越高,准确化计算土拱效应影响下土压力便成为急需解决的重要课题。 土拱效应具有被动性,多种边界因素均会对其产生影响。实际工程的边界条件绝大多数处于随机变化的状态,难以控制变量,进行规律化研究。然而模拟软件对此提供了极大地便利,使研究能够便捷、高效。 本文通过ANSYS数值模拟分析软件计算不同边界条件下土压力的变化情况,进而反推出各种因素对土拱效应的影响,得到了以下结论: (1)通过两组不同的计算模型,计算得到五种不同压实度土在有、无土拱效应影响下的土压力值,将土压力值进行对比,发现土拱效应强弱与土样泊松比成反比关系。 (2)土拱效应会随着填土压实度增大而增强(减小而减弱);填土区埋深变化对土拱效应影响较弱,可以忽略;填土边坡坡脚角度不断增大会导致土压力转移程度增强,土拱效应随之增强;当跨高比较小时,土压力计上方由于应力集中,引起土压力增大,当跨高比逐渐增大后,土压力逐渐减小;填土区域是分层台阶时,土压力并没有一个固定倾向变化,而是随着阶数不断变化; (3)对于特定模型,计算不同埋设凹槽尺寸所得到模拟土压力值与模拟土压力计测量值,发现当土压力计埋设凹槽尺寸高宽比为C=0.33时,两组模拟计算结果相同,能够同时消除土拱效应及土压力自身刚度对土压力计算结果的影响。