基于土拱效應(yīng)地震作用下樁間擋板土壓力研究.pdf

1、樁板式擋墻支擋能力強(qiáng)后期維護(hù)成本低，廣泛應(yīng)用在鐵路、公路、水利、建筑等各類(lèi)建設(shè)工程中。樁板擋墻支護(hù)挖方邊坡時(shí)樁間會(huì)形成土拱效應(yīng)，因而與填方邊坡有明顯不同。土拱效應(yīng)成為影響樁間土體穩(wěn)定和擋板土壓力分布的重要因素，合理利用土拱效應(yīng)可以充分利用土體自身的強(qiáng)度，降低樁板擋墻的工程造價(jià)。雖然樁間土拱效應(yīng)的存在已被熟知，但關(guān)于樁間土拱的幾何形態(tài)及土壓力分布尚未形成共識(shí)。擋土板上的土壓力計(jì)算理論仍不完善，尤其缺乏地震作用下土拱的穩(wěn)定性研究及土壓力計(jì)算

2、理論，導(dǎo)致目前地震區(qū)樁間擋土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)仍存在一定的盲目性。
　　論文以國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“山地建筑結(jié)構(gòu)地震破壞機(jī)理與抗震設(shè)計(jì)理論”（No.51638002）為依托，從工程實(shí)際出發(fā)，采用室內(nèi)模型試驗(yàn)與理論分析相結(jié)合的方法，開(kāi)展了地震作用下樁板擋墻土拱效應(yīng)穩(wěn)定性分析和擋板土壓力計(jì)算理論研究。論文主要的工作和研究?jī)?nèi)容如下：
　?、僮孕性O(shè)計(jì)樁板擋墻室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，進(jìn)行了樁板擋墻土拱效應(yīng)模型試驗(yàn)。根據(jù)VIC-3D非接觸式全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)

3、量系統(tǒng)監(jiān)測(cè)結(jié)果，研究了樁間土拱效應(yīng)形成前后坡頂土體的位移場(chǎng)變化規(guī)律，探索了樁間土拱效應(yīng)的形成機(jī)理。
　　②開(kāi)展了邊坡開(kāi)挖過(guò)程室內(nèi)模型試驗(yàn)，研究了土拱效應(yīng)形成過(guò)程中樁和擋板上的土壓力變化情況，得出了板跨方向土壓力分布規(guī)律。通過(guò)摘除樁間擋土板，研究了樁間滑體的三維形態(tài)。
　?、弁ㄟ^(guò)樁板擋墻振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，研究了地震作用對(duì)擋板土壓力和土拱效應(yīng)的影響。分析了不同地震波、地震動(dòng)參數(shù)等對(duì)樁板擋墻土壓力和土拱穩(wěn)定性的影響。發(fā)現(xiàn)了邊坡在地震作用

4、下的“鞭梢”效應(yīng)，分析了樁間土拱效應(yīng)影響下樁背和樁間擋板土壓力對(duì)地震作用的不同響應(yīng)規(guī)律。
　?、芡ㄟ^(guò)將土拱效應(yīng)簡(jiǎn)化為平面應(yīng)變問(wèn)題，推導(dǎo)了土拱的合理軸線方程及拱體的最不利截面位置，并與模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。
　?、莶捎盟綄臃治龇ê蛿M靜力法，建立了動(dòng)力荷載作用下樁間擋板土壓力計(jì)算模型，提出了一種考慮動(dòng)力荷載和土拱效應(yīng)共同影響的樁間擋板土壓力計(jì)算方法。通過(guò)與卸荷拱法、擬化筒倉(cāng)法、邊坡規(guī)范法對(duì)比，驗(yàn)證了計(jì)算方法的有效性。最后