土工格室柔性擋墻力學(xué)性狀及設(shè)計方法研究.pdf

1、土工格室柔性擋墻是一種新型的柔性支擋結(jié)構(gòu)物，其能夠滿足恢復(fù)生態(tài)、綠化墻面和美化沿線景觀的要求，具有廣闊的應(yīng)用前景。但是，其力學(xué)性狀耦合了墻體及填土的共同作用，受力與變形性狀復(fù)雜，墻體變形與土壓力分布規(guī)律不明確，相關(guān)的設(shè)計及施工工藝還不完善，這些因素嚴(yán)重制約了該新型支擋結(jié)構(gòu)物的工程應(yīng)用。因此，開展柔性擋墻力學(xué)性狀與設(shè)計方法方面的研究，對土工格室柔性擋墻的推廣應(yīng)用具有重大現(xiàn)實意義。此外，柔性擋墻土壓力研究還具有重要的學(xué)術(shù)價值。
　　

2、 論文圍繞土工格室柔性擋墻的力學(xué)特性，從土工格室柔性擋墻的作用機理及變形特性分析入手，采用有限元仿真分析、離心模型試驗、理論推導(dǎo)等多種手段，對土工格室柔性擋墻的土壓力與墻體變形規(guī)律、參數(shù)變化對土壓力及位移影響規(guī)律、土壓力與位移計算方法和設(shè)計方法等方面進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，主要取得了以下5個方面的進(jìn)展。
　　 1.采用數(shù)值仿真分析的方法對土工格室柔性擋墻的變形特性及土壓力分布進(jìn)行了系統(tǒng)研究，得出了土工格室柔性擋墻的變形特性及土壓力

3、分布規(guī)律。墻背土壓力呈明顯的非線性分布，從墻頂至墻底，土壓力逐漸增大，在接近墻體中部某處存在拐點，拐點以下部分土壓力急劇增大。在墻體中部存在水平位移分界點，分界點以上部分墻體位移模式接近平移，以下部分，墻體位移模式近似繞墻底的轉(zhuǎn)動。墻體豎向位移同樣呈現(xiàn)出明顯的非線性。此外，還研究了墻體的高度、厚度、坡比、彈性模量、重度、粘聚力和內(nèi)摩擦角等設(shè)計參數(shù)變化對土壓力及位移的影響，給出了墻體設(shè)計參數(shù)改變對土壓力及位移的影響規(guī)律。
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4、.借助離心模型試驗，通過不同結(jié)構(gòu)形式的6組離心模型試驗，對土工格室柔性擋墻墻體的水平變形和土壓力分布規(guī)律進(jìn)行研究。通過對比分析不同結(jié)構(gòu)形式下墻體土壓力及位移變化規(guī)律，找出了墻體鼓變點變化范圍，驗證了數(shù)值分析的結(jié)果。同時，研究成果也為土工格室柔性擋墻墻體土壓力計算及設(shè)計方法的進(jìn)一步研究提供了依據(jù)。
　　 3.對土工格室柔性擋墻主動土壓力計算方法進(jìn)行研究。針對土工格室柔性擋墻水平變位特征，將墻體的水平位移簡化為平動和繞墻底轉(zhuǎn)動的組合

5、模式，提出了對應(yīng)的土壓力計算方法，并進(jìn)行理論推導(dǎo)，給出了土壓力計算公式。
　　 4.對土工格室柔性擋墻墻體位移計算方法進(jìn)行研究。先將擋墻簡化為懸臂梁，并將擋墻所受的力及邊界條件轉(zhuǎn)移到懸臂梁上，再根據(jù)懸臂梁的受力及邊界條件對懸臂梁的撓曲及軸向壓縮變形計算公式進(jìn)行理論推導(dǎo)，給出了墻體位移計算公式。在給定參數(shù)的情況下，對墻體位移進(jìn)行計算，并將計算結(jié)果同數(shù)值分析結(jié)果進(jìn)行比較，兩種方法計算結(jié)果在數(shù)值和分布形態(tài)方面均非常接近，驗證了本文位移

6、計算方法可行。
　　 5.基于本文提出的土壓力及位移計算方法，提出了土工格室柔性擋墻的設(shè)計方法。結(jié)合工程實際情況，給出了柔性擋墻的結(jié)構(gòu)形式及簡化計算模型，并對墻頂部荷載簡化計算方法進(jìn)行探討。綜合考慮材料相互作用、墻體的穩(wěn)定性、安全儲備等方面的因素，提出了墻體最大變形不超過墻高5％的變形控制標(biāo)準(zhǔn)。以變形控制標(biāo)準(zhǔn)為前提，在本文土壓力及位移計算方法的基礎(chǔ)上，給出了確定擋墻相關(guān)參數(shù)的計算及驗算方法，初步提出了柔性擋墻的設(shè)計方法。在計算的