多位移模式下剛性擋土墻主動土壓力對比研究.pdf

1、本文以重慶市東港工業(yè)園區(qū)三峽庫區(qū)移民產(chǎn)業(yè)園道路為依托進(jìn)行研究，由于該工程路段中多處出現(xiàn)深路塹、高路堤的情況，因此考慮在適當(dāng)路段設(shè)置擋土墻。對于擋土墻設(shè)計(jì)來說，明確擋墻墻后各點(diǎn)土壓力的分布情況并準(zhǔn)確的計(jì)算出土壓力的合力及合力作用點(diǎn)位置是至關(guān)重要的。對于土壓力的計(jì)算，經(jīng)典的庫侖土壓力理論和朗肯土壓力理論，因其計(jì)算簡單和力學(xué)概念明確，在工程中得到廣泛應(yīng)用。但是經(jīng)典的庫侖土壓力理論存在著一些明顯的不足之處:一是要求剛性擋土墻為均勻平移，這與正常

2、工作條件下?lián)跬两Y(jié)構(gòu)的實(shí)際位移情況不符;二是嚴(yán)格意義上庫侖土壓力理論只能求得土壓力合力，土壓力直線分布只是一種假定，并且實(shí)測得到的土壓力大多呈非線性分布;三是要求墻后土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)，求得該極限狀態(tài)下的土壓力。因此，有必要根據(jù)工程實(shí)際，考慮擋土墻位移模式對土壓力的分布情況、合力大小以及作用點(diǎn)位置的影響。雖然在這方面許多學(xué)者也開展了一些研究;但多數(shù)都是對相關(guān)土壓力問題進(jìn)行了定性的分析，定量的分析相對較少;所建模型基本上為填土表面水平，墻

3、背豎直，所以有必要考慮不同位移模式下填土傾角盧和擋土墻背與豎直線夾角α對土壓力分布、合力大小以及合力作用點(diǎn)的影響。
　　本論文首先基于卡崗(M.E.KaraH)提出的土壓力水平層分析法，將滑動楔形體劃分為平行于填土表面的微元土層，建立微元土層的靜力平衡方程推導(dǎo)出平動位移模式、繞墻底轉(zhuǎn)動位移模式、繞墻頂轉(zhuǎn)動三種位移模式下的主動土壓力計(jì)算公式。然后采用PLAXIS有限元軟件建立不同擋土墻墻背與豎直線夾角α和不同填土傾角β各角度組合共4

4、9個(gè)有限元計(jì)算模型，分別從三種位移模式研究β和α角對土體達(dá)到主動狀態(tài)的極限位移、土壓力分布、土壓力合力作用點(diǎn)的影響。研究結(jié)果表明:T位移模式下主動土壓力合力作用點(diǎn)相對高度與夾角α和傾角盧呈正相關(guān)關(guān)系且接近線性相關(guān)，土壓力合力作用相對高度大致在0.325～0.483區(qū)間變動，其具體位置大小可通過查本論文分析形成的擋土墻土壓力合力作用點(diǎn)數(shù)據(jù)表得出;RB、RT位移模式下主動土壓力合力可根據(jù)T位移模式下合力作用點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。最后將研究的結(jié)果運(yùn)用于