本文關鍵詞：擋土墻主動土壓力計算的研究

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【摘要】：擋土墻后主動土壓力計算方法的研究是土力學領域中的經(jīng)典問題,到目前為止,主動土壓力的計算方法仍存在很多問題,主要體現(xiàn)在主動土壓力和作用點位置系數(shù)計算結果無法準確考慮擋土墻變位模式的影響、需要對滑裂面曲線進行假定、計算模型簡單導致適用性受限等方面。鑒于以上問題,本文利用極限平衡變分法研究主動土壓力的變分問題及斜條分法計算主動土壓力分布情況,得到了以下結論:(1)從墻后滑動楔體整體靜力平衡方程出發(fā),推導了坡面為斜面、上部有均布超載、墻背傾斜且粗糙等一般情況下主動土壓力泛函極值等周模型;求解主動土壓力泛函極值等周問題,得到對數(shù)螺旋線的滑裂面函數(shù)及滑裂面上正應力函數(shù),將主動土壓力的求解問題轉化為關于兩個拉格朗日乘數(shù)的優(yōu)化問題,通過搜索可得到滑裂面位置及主動土壓力大小。(2)算例分析表明計算粘性土開裂深度z0時,可以通過搜索的方法得到開裂深度的準確結果,以滑裂面上端點應力情況為基礎,推導了終止開裂深度搜索程序的判斷條件。(3)結合算例分析主動土壓力計算結果,表明作用點位置系數(shù)存在上下限值,只有在這個范圍內(nèi),擋土墻可到達極限平衡狀態(tài);隨著作用點位置系數(shù)的增加,主動土壓力呈非線性增長;與庫倫計算結果對比表明,主動土壓力下限值與庫倫理論計算結果非常接近,但作用點位置系數(shù)要高庫侖理論所假定的墻高1/3處,計算結果也表明采用庫侖理論進行抗傾覆驗算時,所得安全系數(shù)結果偏大。(4)采用斜條分法,假定斜土條上、下面的正應力和切應力為均布,對于給定一個作用點位置系數(shù),通過斜土條靜力平衡方程求出主動土壓力分布情況,結果顯示主動土壓力為非線性分布;將斜條分法主動土壓力分布計算結果與模型試驗實測情況對比,得出主動土壓力分布計算結果與實測結果變化趨勢大致一致的結論,說明將斜條分法應用于計算主動土壓力分布情況是可行的。(5)采用本文推導的主動土壓力計算方法得到擋土墻穩(wěn)定性系數(shù),對工程實例中擋土墻設計方案進行比選,結果表明衡重式擋土墻具有較好的安全性和經(jīng)濟性,是一種較好的設計方案。綜合以上,基于極限平衡變分法的主動土壓力計算方法可以有效地估計擋土墻主動土壓力大小和作用點位置范圍,其中包含了擋墻所有可能變位模式情況下的主動土壓力和作用點位置;采用斜條分法結合土條上下面應力均布假定可得到極限狀態(tài)下主動土壓力較為準確的分布情況,可為工程擋土墻的設計提供設計數(shù)據(jù)。
【關鍵詞】：主動土壓力 開裂深度 變分法 斜條分法 模型試驗
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU432
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 國內(nèi)外擋土墻主動土壓力的研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 擋土墻主動土壓力計算理論研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.2 擋土墻主動土壓力的試驗研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 重力式擋土墻設計的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 本文主要研究工作18-19
• 1.4 本文研究工作的技術路線19-21
• 2 基于變分法的主動土壓力計算21-51
• 2.1 引言21
• 2.2 粘性土主動土壓力的計算21-43
• 2.2.1 滑動楔體極限平衡方程的建立21-23
• 2.2.2 基于變分法的主動土壓力計算模型23-24
• 2.2.3 主動土壓力變分等周問題求解24-26
• 2.2.4 變分問題的求解26-30
• 2.2.5 開裂深度0z的分析討論30-35
• 2.2.6 主動土壓力計算分析35-39
• 2.2.7 與庫侖主動土壓力計算理論的對比及分析39-43
• 2.3 無粘性土主動土壓力計算43-49
• 2.3.1 無粘性土的計算模型及計算程序43
• 2.3.2 主動土壓力計算的算例分析43-46
• 2.3.3 與庫侖主動土壓力計算理論的對比及分析46-49
• 2.4 本章總結49-51
• 3 擋土墻主動土壓力分布的研究51-67
• 3.1 引言51-52
• 3.2 粘性土斜條分法計算分析52-62
• 3.2.1 粘性土斜條分法計算模型52-53
• 3.2.2 靜力平衡條件53-56
• 3.2.3 對比模型試驗56-59
• 3.2.4 算例分析59-62
• 3.3 無粘性土的斜條分法計算分析62-66
• 3.3.1 無粘性土斜條分法的計算模型62
• 3.3.2 對比模型試驗62-64
• 3.3.3 算例分析64-66
• 3.4 本章小結66-67
• 4 工程實例—重力式擋土墻設計方案比選67-85
• 4.1 引言67-68
• 4.2 擋土墻的穩(wěn)定性驗算68-73
• 4.2.1 抗傾覆穩(wěn)定性驗算68-71
• 4.2.2 抗滑移穩(wěn)定性驗算71-73
• 4.3 工程概況73
• 4.4 擋土墻設計的優(yōu)化選擇73-83
• 4.5 本章小結83-85
• 5 主要結論及展望85-87
• 5.1 主要結論85-86
• 5.2 后續(xù)研究工作的展望86-87
• 致謝87-89
• 參考文獻89-91

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本文編號：718367