土拱效应
在土力学领域,土拱是用来描述应力转移的一种现象,这种应力转移是通过土体抗剪强度的发挥而实现的。太沙基(1936)通过活动门试验证实了土拱效应的存在。
土层中的拱作用的产生与拱结构物不一样,拱结构是把材料制成拱形状,在荷载作用下发挥其承受压力的作用;而土拱有其自身的形成过程:在荷载或自重的作用下,土体发生压缩和变形,从而产生不均匀沉降,致使土颗粒间产生互相“楔紧”的作用,于是在一定范围土层中产生“拱效应”。
土拱效应是岩土工程中一个很普遍的现象。活动门试验是一个最经典的例子。很多学者对活动门模型进行了试验和数值研究,研究结果己被用于很多地下结构的设计中。在地下管道工程实践中,测得管道上的土压力并非上覆土的重力,其中主要的原因就是由于土拱效应的影响,主应力方向发生了偏转。在非岩石地层中开挖坑道,坑道周围地层就会产生变形或错动,因而产生应力释放现象,这种应力释放现象实际上是坑道周围应力向临近部分传递的结果,即土拱效应的结果。