本文關(guān)鍵詞：基于模型試驗(yàn)的肋板式擋土墻穩(wěn)定性及破壞模式分析

  更多相關(guān)文章： 肋板式擋土墻 砂箱模型試驗(yàn) 土工離心模型試驗(yàn) 土壓力 破壞模式

【摘要】：支擋結(jié)構(gòu)是巖土工程的一個重要組成部分。隨著支擋結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展,其結(jié)構(gòu)形式已從依靠墻體自重來平衡土壓力的重力式擋土墻,發(fā)展為采用錨固技術(shù)、加筋土技術(shù)、懸臂結(jié)構(gòu)以及組合結(jié)構(gòu)等多種輕型的支擋結(jié)構(gòu)。肋板式擋土墻是一種由墻面板、肋板及肋間土組成,依靠肋板與穩(wěn)定區(qū)土體和肋間土與地基之間的摩擦作用來平衡土壓力的新型輕型支擋結(jié)構(gòu)。其主要特點(diǎn)是充分利用墻后土體的自穩(wěn)定性、對邊坡土體擾動小、地基承載力要求低,結(jié)構(gòu)簡單等。目前,肋板式擋土墻的受力變形特征、破壞模式及穩(wěn)定機(jī)理等尚不明確,未建立完善的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。在總結(jié)和分析已有的擋土墻研究成果基礎(chǔ)上,通過小型砂箱模型試驗(yàn),探討了肋板式擋土墻肋板間距和長度兩個主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對墻體穩(wěn)定性的影響。以9m高路肩肋板式擋土墻為原型,設(shè)計(jì)了肋板間距和長度變化的5組土工離心模型試驗(yàn)。利用位移控制裝置,研究肋板式擋土墻在不同側(cè)向位移下,墻面板和肋板側(cè)壁土壓力大小及分布特征、位移模式以及破壞模式等。初步得到以下結(jié)論：(1)肋板式擋土墻是以肋板為主要錨固體、面板為擋土體,依靠肋板與填土間摩擦作用來平衡墻面板土壓力的一種新型支擋結(jié)構(gòu)。室內(nèi)砂箱模型試驗(yàn)和離心模型試驗(yàn)表明,肋板間距和長度是影響肋板式擋土墻穩(wěn)定性的兩個關(guān)鍵因素。(2)隨著肋板間距由疏至密的變化,肋板式擋土墻存在兩種典型的力學(xué)作用模式：間距較大時,依靠肋板與穩(wěn)定區(qū)土體摩擦效應(yīng)提供錨固力平衡墻面板土壓力,為摩擦錨固型作用模式,極限狀態(tài)下的破裂面位于肋間土內(nèi)；間距較小時,肋間土受到相鄰肋板較強(qiáng)的摩擦約束,形成整體土墻,類似于利用墻體自重達(dá)到穩(wěn)定的重力式擋土墻,即整體土墻型作用模式,破壞時破裂面位于肋板外土體。(3)離心模型試驗(yàn)表明,肋板式擋土墻的墻面板及肋板側(cè)壁土壓力隨肋板間距由疏至密變化呈現(xiàn)出逐漸減小的變化趨勢。其中,處于摩擦錨固型的擋土墻墻面板土壓力與無肋板的擋土墻差異不顯著,約為整體土墻型擋土墻的1.55倍。對于肋板側(cè)壁土壓力,摩擦錨固型的擋土墻是整體土墻型擋土墻的1.89倍。(4)離心模型試驗(yàn)表明,肋板式擋土墻的墻面板及肋板側(cè)壁土壓力沿墻高均呈非均勻分布特征,其分布形態(tài)具有良好的一致性。其中,處于摩擦錨固型的擋土墻土壓力表現(xiàn)出先增大后減小的非線性分布,合力作用點(diǎn)位于距墻踵0.51-0.56倍墻高位置；整體土墻型擋土墻則近似為三角形分布,土壓力合力作用點(diǎn)約為0.3-0.4倍墻高。(5)肋板式擋土墻的墻面板土壓力隨墻體位移的增大逐漸減小,而肋板側(cè)壁土壓力則無明顯變化,且大于相應(yīng)的墻面板土壓力,墻面板與肋板側(cè)壁土壓力的比值隨著肋板間距減小而增大。離心模型試驗(yàn)表明,摩擦錨固型墻面板土壓力是肋板側(cè)壁土壓力的0.4-0.8倍,整體土墻型墻面板土壓力是肋板土壓力的0.58-0.9倍。
【關(guān)鍵詞】：肋板式擋土墻 砂箱模型試驗(yàn) 土工離心模型試驗(yàn) 土壓力 破壞模式
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU476.4
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 緒論13-24
• 1.1 研究背景及問題的提出13-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-22
• 1.2.1 擋土墻墻背土壓力16-18
• 1.2.2 考慮擋土墻位移的墻背土壓力18-22
• 1.3 本文的主要內(nèi)容及技術(shù)路線22-24
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容22-23
• 1.3.2 技術(shù)路線23-24
• 第2章 肋板式擋土墻砂箱模型試驗(yàn)24-33
• 2.1 概述24-25
• 2.2 砂箱模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)25-28
• 2.2.1 模型砂箱25-26
• 2.2.2 模型材料26
• 2.2.3 試驗(yàn)方案26-27
• 2.2.4 模型制備過程27-28
• 2.3 試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析28-31
• 2.3.1 階段一試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析28-30
• 2.3.2 階段二試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第3章 土工離心模型試驗(yàn)概述及試驗(yàn)設(shè)計(jì)33-64
• 3.1 土工離心模型試驗(yàn)概述33-36
• 3.1.1 意義及技術(shù)發(fā)展33-35
• 3.1.2 基本原理及相似性35-36
• 3.2 肋板式擋土墻離心模型試驗(yàn)?zāi)康募霸囼?yàn)設(shè)備36-39
• 3.2.1 離心模型試驗(yàn)?zāi)康?/span>36
• 3.2.2 土工離心機(jī)36-37
• 3.2.3 主要技術(shù)指標(biāo)及功能37-38
• 3.2.4 試驗(yàn)配重38-39
• 3.3 肋板式擋土墻離心模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)39-61
• 3.3.1 模型率的確定39-40
• 3.3.2 離心模型試驗(yàn)材料40-47
• 3.3.3 墻面板位移控制裝置47-48
• 3.3.4 試驗(yàn)測試系統(tǒng)及傳感器標(biāo)定48-54
• 3.3.5 離心模型試驗(yàn)方案54-61
• 3.4 模型制備61-64
• 第4章 離心模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果分析64-105
• 4.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及結(jié)果分析說明64-66
• 4.2 土壓力理論值計(jì)算66-71
• 4.2.1 靜止土壓力66
• 4.2.2 朗金主動土壓力66-68
• 4.2.3 庫侖主動土壓力68-71
• 4.3 試驗(yàn)記錄與分析71-103
• 4.3.1 M0試驗(yàn)記錄與分析71-76
• 4.3.2 M1試驗(yàn)記錄與分析76-81
• 4.3.3 M2試驗(yàn)記錄與分析81-90
• 4.3.4 M3試驗(yàn)記錄與分析90-97
• 4.3.5 M4試驗(yàn)記錄與分析97-103
• 4.4 本章小結(jié)103-105
• 第5章 離心模型試驗(yàn)結(jié)果對比分析105-119
• 5.1 側(cè)向推墻試驗(yàn)對比分析105-108
• 5.2 墻面板土壓力對比分析108-111
• 5.2.1 墻面板土壓力沿墻高的分布108-110
• 5.2.2 墻面板土壓力合力及作用點(diǎn)110-111
• 5.3 肋板側(cè)壁土壓力對比分析111-114
• 5.3.1 肋板側(cè)壁土壓力沿墻高分布111-113
• 5.3.2 肋板側(cè)壁土壓力合力及作用點(diǎn)113-114
• 5.4 肋板式擋土墻穩(wěn)定機(jī)理分析114-118
• 5.4.1 長肋疏布的摩擦錨固型115
• 5.4.2 短肋密布的整體土墻型115-116
• 5.4.3 過渡狀態(tài)型116-118
• 5.5 本章小結(jié)118-119
• 結(jié)論與展望119-121
• 致謝121-122
• 參考文獻(xiàn)122-127
• 附錄127-135
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文、科研實(shí)踐及成果135

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本文編號：932452