懸臂式擋土墻離心試驗(yàn)與分析.pdf

1、隨著鐵路的重載及高速化，鐵路定線也已經(jīng)以大半徑曲線與直線為主。為節(jié)約土地資源建設(shè)過程中使用支擋結(jié)構(gòu)收坡已成必然。懸臂式擋墻由于具有厚度小、自重輕、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。
　　懸臂式擋墻設(shè)計(jì)的安全性很大程度上依靠對土壓力的計(jì)算分析，現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范中使用的庫侖計(jì)算方法采用了諸多假設(shè)，而且存在設(shè)計(jì)完成后擋墻的位移量往往達(dá)不到主動極限狀態(tài)等限制條件。對于現(xiàn)在高速、重載化的鐵路，現(xiàn)行土壓力計(jì)算方法的安全與經(jīng)濟(jì)性以及擋墻墻背土壓力大小

2、、分布及墻頂位移的變化趨勢有待通過離心試驗(yàn)、計(jì)算分析來進(jìn)一步研究。
　　本論文結(jié)合鐵道部“鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法研究”科研項(xiàng)目，針對鐵路擋土墻中廣泛應(yīng)用的懸臂式擋土墻，設(shè)計(jì)離心模型試驗(yàn)對不同墻高、不同上部荷載條件下墻背土壓力大小、分布及墻頂位移進(jìn)行研究，并結(jié)合現(xiàn)行的計(jì)算理論與數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行對比分析。取得如下成果:
　　(1)懸臂式擋墻在墻踵光滑的條件下墻背土壓力分布形式為上部為受層間土效應(yīng)不明顯的直線段，中部由于

3、層間土摩擦效應(yīng)導(dǎo)致的土壓力減小段以及底部放大段三部分。懸臂式擋土墻墻背土壓力實(shí)測值均大于理論計(jì)算值，其中實(shí)測值與朗金土壓力方法計(jì)算的比值建議值為1.25，與按照庫侖計(jì)算方法的比值為1.32-1.39間。
　　(2)通過ANSYS數(shù)值分析軟件，不同墻高懸臂式擋墻在單線或雙線荷載條件下，墻背水平土壓力變化趨勢是大體一致的，近似呈三角形分布。對于雙線荷載，當(dāng)線間距越大時載荷效應(yīng)減弱越明顯。當(dāng)6m高擋墻上部單線荷載為60.2kPa時，所產(chǎn)

4、生土壓力為土體自重條件下的1.6倍，當(dāng)上部荷載為雙線荷載時土壓力為土體自重條件下的1.92倍
　　(3)通過理論、數(shù)值及試驗(yàn)實(shí)測三種計(jì)算方法對比分析懸臂式擋墻頂端位移，采用理論計(jì)算方法來計(jì)算頂端位移的方法得出的位移是大于實(shí)測結(jié)果的，現(xiàn)行計(jì)算理論是偏于保守的。隨著擋墻的增高，理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果比值由3倍逐漸減小至1.5倍左右，說明實(shí)際擋墻隨著墻高的增加，頂端位移的增加是非線性大幅度增加的，這也說明在設(shè)計(jì)擋墻時墻高達(dá)到一定值（此表