基于模態(tài)分析的擋土墻土壓力反演研究.pdf

1、懸臂式擋土墻是一種輕型支擋結構，以其構造簡單，施工方便，能適應較松軟的地基而廣泛應用在公路、鐵路等高度在6m左右的支護結構中。擋土墻的土壓力問題一直是困擾工程界的一大難題，設計土壓力的大小直接影響到工程的質量及人民生命財產的安全。由于巖土體物理力學性質的復雜性，要精確得到土壓力的分布及大小是很困難的，傳統(tǒng)探測土壓力的方法除了理論研究、數(shù)值模擬外最重要的就是現(xiàn)場實驗。本文從擋土墻這一結構-半無限巖土介質動力相互作用下墻土系統(tǒng)的振動模態(tài)出發(fā)

2、，研究墻后土壓力分布形式與大小對懸臂式擋土墻系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)的影響，進而通過模擬模態(tài)參數(shù)與試驗模態(tài)參數(shù)對比來進行土壓力反演。本文主要的研究工作如下：
　　 (1)在廣泛查閱文獻資料的基礎上，系統(tǒng)闡述懸臂板振動模態(tài)的基本原理，分析懸臂式擋土墻系統(tǒng)的模態(tài)頻率和模態(tài)振型的求解方法，提出通過墻后土體對懸臂式擋土墻系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)的影響進行土壓力反演的基本思路。
　　 (2)通過綜合分析墻后土體對懸臂式擋土墻模態(tài)參數(shù)的影響，建立通過附加剛

3、度與附加質量影響的懸臂式擋土墻結構有限元模型，并通過有限元模擬得出其模態(tài)振型及模態(tài)頻率。
　　 (3)對一工程實例假設不同的土壓力分布形式，通過改變土側壓力系數(shù)，運用懸臂式擋土墻系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)計算方法，建立有限元模態(tài)參數(shù)和試驗模態(tài)參數(shù)相比較的目標函數(shù)，并通過優(yōu)化設計反演出與實際工程較符合的土側壓力系數(shù)和分布形式。
　　 通過本文的研究，建立了基于溫克爾彈性地基假設的懸臂式擋土墻系統(tǒng)模態(tài)分析理論，確立了土壓力反演研究的基本