發(fā)布時間：2020-06-05 01:41

【摘要】：加筋土擋墻是一種性能優(yōu)異的擋土墻,已在我國得到了廣泛的應用。目前在分析和設計該類擋墻時最普遍的方法是有限元法,這得益于該方法具有較高的經(jīng)濟性和可靠度。但有限元法(FEM)在分析大變形問題時易發(fā)生網(wǎng)格畸變,降低了計算精度和效率。由于無網(wǎng)格法在計算過程中不需要網(wǎng)格的約束,只需要節(jié)點信息,所以具有較好的精度,適于分析加筋土擋墻。但無網(wǎng)格法本質(zhì)邊界條件施加困難,將其與有限元法耦合可很好的解決該問題,并充分發(fā)揮兩種方法的優(yōu)點。本文在以上思路的基礎上將鄧肯張模型應用于無網(wǎng)格伽遼金法(EFG)中作為加筋土中土體的本構(gòu)模型,將等效附加應力法推廣到EFG中模擬筋材的作用,并提出了EFG-FEM混合數(shù)值方法。本文采用FORTRAN編制了所有代碼并將其用于加筋土擋墻離心模型試驗與現(xiàn)場試驗的數(shù)值分析,主要得到以下結(jié)論:(1)本文采用EFG-FEM直接耦合法計算加筋土問題。該方法不需構(gòu)造過渡單元的形函數(shù),大大簡化了計算過程。該方法在本質(zhì)邊界處布置FEM單元,其余部位均勻分布EFG節(jié)點,充分發(fā)揮了FEM施加本質(zhì)邊界條件的優(yōu)勢及EFG計算變形的優(yōu)勢。(2)本文采用鄧肯-張模型作為土體的本構(gòu)關系模型,并將其應用于EFG進行加筋土的數(shù)值分析,提出了EFG中背景單元彈性矩陣的計算方法,推導了節(jié)點剛度矩陣的計算公式,實現(xiàn)了鄧肯-張模型在EFG中的應用。(3)本文將等效附加應力法推廣到EFG中,提出了基于EFG的等效附加應力法。計算時僅需在土體的彈性矩陣上加上筋材的等效附加矩陣即可,筋材的作用最終體現(xiàn)在附加剛度矩陣上,將其與土體的剛度矩陣疊加可得加筋土的剛度矩陣。(4)本文提出了一種新的加筋土數(shù)值計算方法——EFG-FEM混合數(shù)值方法。該方法中EFG與FEM的耦合邊界采用EFG-FEM直接耦合法計算,筋材的作用采用等效附加應力法計算,土體的本構(gòu)模型采用鄧肯張模型。該方法結(jié)果與加筋土擋墻離心試驗與現(xiàn)場試驗的結(jié)果吻合較好,證明了該方法的正確性及其解決工程問題的能力。
【圖文】：

、鐵路、水利等方面的應用，并取得了良好的經(jīng)濟效益，促進了經(jīng)濟發(fā)展和社進步。在現(xiàn)代加筋土工程應用中，包括許多重大重要工程，，加筋土擋墻最大高達到m。我國加筋土技術在 30 余年的理論試驗研究和工程應用當中逐漸形成適用于國施工和使用條件的一系列設計技術規(guī)范、測試規(guī)程以及施工標準，推進了我加筋土技術的全面發(fā)展和廣泛應用。2.2 加筋土技術的應用一開始加筋土技術主要用于擋墻中，隨著研究的不斷深入與施工技術的進步筋土技術的應用領域得到了拓展，在邊坡，地基和橋臺等方面也得到了廣泛應。.2.2.1 加筋土擋墻加筋土擋墻通常是由墻面板，筋材及填料等組裝而成的混合式支擋結(jié)構(gòu)。按面板類型分為模塊式，返包式與整體現(xiàn)澆式等多種結(jié)構(gòu)形式（見圖 1.1）。

第 6 章 工程應用實例出的 EFG-FEM 混合數(shù)值方法在工程實反包式加筋土擋墻的現(xiàn)場試驗[68]，采用計算，將其計算結(jié)果與現(xiàn)場試驗的實測式加筋土擋墻的變形情況。況69]中的軟土地基反包式加筋土擋墻現(xiàn)場試行建模計算，對加筋土擋墻填筑完成后的豎向土壓力與墻背土壓力及筋材應變包式加筋土擋墻的變形、土壓力分布等
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU476.4

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本文編號：2697296