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顶部条形基础作用下加筋挡墙工作机理研究

作　者: 陈倩倩
导　师: 肖成志
学　校: 河北工业大学
专　业: 岩土工程
关键词: 土工格栅加筋挡墙模型试验条形基础 FLAC3D 极限承载力
分类号: TU476.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

近年来，土工合成材料以其强度高、耐腐蚀、柔性好的特点得到了极为普遍的使用，而其中的土工格栅由于抗拉强度高、延伸率低被越来越多的运用在挡土墙、边坡、路堤、大坝和公路桥梁桥台设计中。尤其是土工格栅加筋挡墙凭借其经济和安全以及施工的简单性，在岩土加固工程中得到了广泛应用。当前，新型加筋挡墙支撑桥台结构具有取代为获得桥台基础足够支撑强度而设桩基础的可能，并通过确保加筋挡墙支撑结构与台背加筋土选用的填料和压实度相同，从而实现柔性加筋桥台和台背加筋土保持基本相同的沉降量，进而以较低成本达到有效控制桥头跳车的目的。然而，同传统加筋挡墙支挡结构相比，GRS挡墙在受力上存在较大差异，即加筋挡墙在靠近面板附近承受较大的来自桥台基础所传递的上部荷载，这对整个加筋桥台结构的工作性能具有重要影响。然而，当前对加筋挡墙顶部受类似桥台基础等条形载荷作用的研究机理非常少。鉴于此，针对顶部受条形基础载荷作用时加筋挡墙的工作性能开展试验和数值模拟研究，比较分析条形基础距挡墙面板的距离对基础承载力、加筋挡墙变形、筋材应力和破坏模式的影响。主要内容包括：（1）基于土工格栅加筋结构优异的工程特性和结构特性，重点论述土工格栅加筋挡墙支撑桥台结构的研究现状。（2）基于顶部受条形基础作用时加筋挡墙结构特点，通过变化基础距面板的距离、基础宽度、筋材长度和筋材与面板的连接模式等因素来综合试验对比分析加筋挡墙结构的工作机理。（3）基于大型数值分析软件Flac3.0和室内模型试验结果，对比验证分析加筋挡墙在顶部受静载作用时的受力与变形特点及工作机理，研究分析不同影响因素下加筋挡墙在顶部条形基础作用下承载能力及结构的变形特点，并分析挡墙的破坏模式。（4）基于试验和数值分析结果，确定基础距离面板的最佳距离，并给出此类结构设计的最佳参数，包括筋材长度、强度、层间距、基础宽度等。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-14
  §1-1 引言  9
  §1-2 加筋挡墙支撑桥台研究现状  9-12
  §1-3 本论文的主要研究工作  12-14
第二章顶部条形基础作用下加筋挡墙性能的试验研究  14-23
  §2-1 模型试验  14-18
    2-1-1 试验设备  14-15
    2-1-2 条形基础  15
    2-1-3 回填土  15-16
    2-1-4 加筋筋材  16-17
    2-1-5 加筋挡墙面板  17-18
    2-1-6 筋材与面板的连接模式  18
  §2-2 试验方案设计  18-21
  §2-3 每级加载增量的时间间隔  21
  §2-4 砂土地基上条基极限承载力的理论分析  21-22
  §2-5 本章小结  22-23
第三章试验结果与分析  23-41
  §3-1 条形基础的基底压力-沉降变化曲线  23-25
  §3-2 条形基础偏移距离对极限承载力的影响  25-26
  §3-3 加筋长度对极限承载力的影响  26-27
  §3-4 筋材与面板的连接模式对极限承载力的影响  27
  §3-5 加筋挡墙面板的水平位移  27-38
  §3-6 加筋挡墙顶部承受基础载荷的破坏模式  38-40
  §3-7 本章小结  40-41
第四章土工格栅加筋挡土墙的数值模拟  41-73
  §4-1 概述  41-42
    4-1-1 加筋挡土墙的模型分析方法  41
    4-1-2 FLAC3D 简介  41-42
  §4-2 分离式计算模型  42-43
    4-2-1 填土单元  42
    4-2-2 土工格栅单元  42-43
    4-2-3 面板单元  43
    4-2-4 接触面单元  43
  §4-3 试验实例数值模拟  43-69
    4-3-1 试验实例计算网格划分及模型参数的选取  43-46
    4-3-2 试验实例计算结果验证与对比分析  46-69
  §4-4 试验实例模型参数对极限承载力的敏感性分析  69-71
  §4-5 本章小结  71-73
第五章结论与展望  73-75
  §5-1 主要结论  73-74
  §5-2 不足与展望  74-75
参考文献  75-77
致谢  77-78
攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果  78

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