本文關(guān)鍵詞：空間土拱效應(yīng)原理的研究與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：模型試驗(yàn)表明土拱效應(yīng)客觀存在,目前關(guān)于土拱效應(yīng)原理的研究,平面應(yīng)變條件下主要以直墻背擋土墻的側(cè)向土壓力計(jì)算為主,空間條件下主要集中在樁頂豎向土壓力的計(jì)算方面。但擋土墻的范疇不只限于直背墻,也不只限于平面應(yīng)變條件,考慮土拱效應(yīng)的斜背擋土墻土壓力計(jì)算理論還存在著很多的不足,空間擋土墻土壓力計(jì)算理論目前還未見有文獻(xiàn)對(duì)其進(jìn)行探討。同時(shí),在其它實(shí)際工程中土拱效應(yīng)原理的研究和應(yīng)用也還處于剛剛起步的階段,如礦區(qū)回填場(chǎng)上覆土壓力、地下洞室上覆土壓力和盾構(gòu)開挖面支護(hù)力等方面。因而,有必要對(duì)土拱效應(yīng)原理在擋土墻和這些所涉及的實(shí)際工程中的應(yīng)用進(jìn)行更為深入的研究。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,對(duì)土拱效應(yīng)原理及其應(yīng)用的研究作了進(jìn)一步的拓展。主要工作包括：1、以顧慰慈等建立的擋土墻后土體破壞模型為基礎(chǔ),結(jié)合土拱效應(yīng)原理,建立了擋土墻和臨近地下室外墻的空間土壓力計(jì)算模型,將該模型劃分為Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ四個(gè)區(qū)域,通過在各個(gè)區(qū)域內(nèi)取水平微分單元體,建立各微分單元體的水平和豎向靜力平衡方程,推導(dǎo)出了各區(qū)相應(yīng)的擋土墻空間主動(dòng)土壓力計(jì)算公式,該公式可以計(jì)算出擋土墻后任意位置的主動(dòng)土壓力；并提出了空間土壓力合力及其合力作用點(diǎn)的計(jì)算方法。2、用Matlab畫出了考慮土拱效應(yīng)影響的擋土墻和臨近地下外墻的擋土墻的空間主動(dòng)土壓力分布三維視圖,分析總結(jié)了擋土墻和臨近地下外墻的擋土墻空間主動(dòng)土壓力及其合力作用點(diǎn)的分布規(guī)律,表明了空間效應(yīng)對(duì)主動(dòng)土壓力分布的影響。3、利用顧慰慈等建立的擋土墻后土體破壞規(guī)律對(duì)梯形楔形體模型進(jìn)行了修正,得到了新的滑動(dòng)面傾角α、以及β角計(jì)算公式,避免了其體積計(jì)算過程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤；結(jié)合土拱效應(yīng)原理,推導(dǎo)出了松動(dòng)土壓力狀況下的側(cè)向土壓力系數(shù),對(duì)Terzaghi松動(dòng)土壓力理論進(jìn)行了修正,并將其應(yīng)用到梯形楔形體模型中；與以往模型相比較,修正后的梯形楔形體模型所計(jì)算出的盾構(gòu)開挖面極限支護(hù)力與模型試驗(yàn)值更為接近。4、結(jié)合土拱效應(yīng)原理以及斜墻背擋土墻的特點(diǎn),提出了新的主動(dòng)側(cè)向土壓力系數(shù)的計(jì)算方法,解決了采用以往考慮土拱效應(yīng)的側(cè)壓力系數(shù)不能求解出黏性土條件下?lián)跬翂ν翂毫馕鼋獾碾y題。通過與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和不考慮土拱效應(yīng)計(jì)算理論的比較,表明考慮土拱效應(yīng)的計(jì)算理論能更為準(zhǔn)確的反應(yīng)擋土墻后主動(dòng)土壓力的分布狀況。
【關(guān)鍵詞】：土拱效應(yīng) 有限土體 空間主動(dòng)土壓力 梯形楔形體模型 斜墻背擋土墻
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU432
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-26
• 1.1 背景意義9-10
• 1.2 擋土結(jié)構(gòu)土拱效應(yīng)研究現(xiàn)狀10-24
• 1.2.1 擋土墻試驗(yàn)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 平面應(yīng)變條件下土拱效應(yīng)原理及其應(yīng)用研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.3 空間條件下土拱效應(yīng)原理及其應(yīng)用研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.4 數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀17-23
• 1.2.5 土拱效應(yīng)研究未來發(fā)展趨勢(shì)23-24
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容與難點(diǎn)分析24-26
• 1.3.1 本文研究?jī)?nèi)容24-25
• 1.3.2 本文研究?jī)?nèi)容難點(diǎn)分析25-26
• 第二章 考慮土拱效應(yīng)的擋土墻空間土壓力研究26-41
• 2.1 計(jì)算模型26-28
• 2.2 主動(dòng)土壓力計(jì)算28-34
• 2.2.1 模型A主動(dòng)土壓力計(jì)算方法28-33
• 2.2.2 模型B主動(dòng)土壓力計(jì)算方法33-34
• 2.3 擋土墻空間主動(dòng)土壓力合力34-36
• 2.3.1 情況一時(shí)主動(dòng)土壓力合力計(jì)算方法34-35
• 2.3.2 情況二時(shí)主動(dòng)土壓力合力計(jì)算方法35-36
• 2.3.3 空間主動(dòng)土壓力合力36
• 2.4 算例分析36-40
• 2.5 本章總結(jié)40-41
• 第三章 臨近地下室外墻影響的擋土墻空間土壓力研究41-54
• 3.1 計(jì)算模型41-44
• 3.2 主動(dòng)土壓力計(jì)算44-49
• 3.2.1 第一類土體破壞狀態(tài)時(shí)主動(dòng)土壓力計(jì)算方法44-49
• 3.2.2 第二、三類土體破壞狀態(tài)時(shí)主動(dòng)土壓力計(jì)算方法49
• 3.3 空間主動(dòng)土壓力合力49-50
• 3.4 算例研究50-53
• 3.5 本章總結(jié)53-54
• 第四章 考慮土拱效應(yīng)的盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定性研究54-66
• 4.1 梯形楔形體模型的修正55-57
• 4.2 上部覆土壓力計(jì)算57-63
• 4.2.1 側(cè)向土壓力系數(shù)57-59
• 4.2.2 修正Terzaghi松動(dòng)土壓力59-62
• 4.2.3 修正Terzaghi松動(dòng)土壓力公式的驗(yàn)證62-63
• 4.3 開挖面極限支護(hù)力63-64
• 4.4 算例分析64
• 4.5 本章總結(jié)64-66
• 第五章 考慮土拱效應(yīng)的斜墻背擋土墻主動(dòng)土壓力研究66-75
• 5.1 主動(dòng)土壓力66-71
• 5.1.1 主動(dòng)土壓力系數(shù)67-69
• 5.1.2 主動(dòng)土壓力計(jì)算69-71
• 5.2 主動(dòng)土壓力合力及合力作用點(diǎn)71
• 5.3 算例分析71-74
• 5.3.1 與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)比較72-73
• 5.3.2 與不考慮土拱效應(yīng)的理論比較73-74
• 5.4 本章總結(jié)74-75
• 第六章 結(jié)論與展望75-77
• 6.1 主要結(jié)論75-76
• 6.2 研究展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-84
• 在學(xué)期間的研究成果84-85
• 致謝85

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