地震動荷載條件下加筋土擋土墻數(shù)值分析
本文關(guān)鍵詞:地震動荷載條件下加筋土擋土墻數(shù)值分析,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:汶川地震路基災(zāi)害現(xiàn)場調(diào)查表明,重力式擋墻的破壞是路基災(zāi)害主要構(gòu)成因素,而加筋土擋墻在地震中表現(xiàn)出良好的抗震性能。雖然加筋土擋墻在工程界已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,但其力學(xué)理論研究相對滯后,并且動力學(xué)理論又是基于靜力學(xué)理論假設(shè)研究得來,即為擬靜力法。擬靜力法中過多的假設(shè)條件往往導(dǎo)致其使用的局限性,并且不能分析地震動時程內(nèi)加筋土擋墻動力響應(yīng)規(guī)律。為了更清楚地了解加筋土擋墻抗震性能,引入數(shù)值分析法對其進(jìn)行地震動模擬,采用國際通用巖土數(shù)值分析軟件FLAC3D可對其地震動特性進(jìn)行研究,模擬選用Elcentro地震波以切向施加于模型底面。為研究敏感參數(shù)對加筋土擋墻地震帶響應(yīng)特性的影響,構(gòu)建18種工況模型進(jìn)行計(jì)算分析。主要研究內(nèi)容及取得的成果如下:(1)介紹了加筋土擋墻技術(shù)的發(fā)展歷程、國內(nèi)外取得的理論實(shí)踐成果、動力研究方法,并對加筋土擋墻構(gòu)成和國內(nèi)外的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了歸納總結(jié)。(2)探討了加筋土工作基本原理及破壞模式、內(nèi)部穩(wěn)定分析及外部穩(wěn)定分析,歸納了地震動力主動土壓力的各個行業(yè)規(guī)范中的計(jì)算方法。(3)構(gòu)建FLAC3D數(shù)值分析模型,計(jì)算結(jié)果表明,路基填土內(nèi)各種云圖等值線基本呈水平層狀分布,而在筋帶加固與未加固的界限處,等值線有明顯的轉(zhuǎn)折,表明不同材料巖土體在地震過程中的運(yùn)動趨勢不一致;加速度自下而上逐漸增大,在坡頂臨空面處有最大值;速度自下而上逐漸增大,在路面中部達(dá)到最大值;加筋土擋墻潛在破裂面起于墻腳,以一定的角度斜向上到達(dá)一定高度后垂直向上發(fā)展,其形態(tài)近似于對數(shù)螺旋面。(4)對比18種工況數(shù)值分析結(jié)果,探討地基敏感參數(shù)及地震動峰值加速度對加筋土擋墻動力響應(yīng)規(guī)律的影響。結(jié)果表明,以巖石為基礎(chǔ)的加筋土擋墻抗震性能優(yōu)于粘土地基;地震動峰值加速度、墻高均與加速度放大系成正比。另外,同等敏感參數(shù)條件下,加筋土擋墻的抗震性能優(yōu)于重力式擋墻。
【關(guān)鍵詞】:加筋土擋墻 地震動主動土壓力 敏感參數(shù) 抗震性能 數(shù)值分析
【學(xué)位授予單位】:重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:U417.11
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-9
- 第一章 緒論9-15
- 1.1 加筋土構(gòu)筑物技術(shù)發(fā)展歷程9-10
- 1.2 加筋土擋墻動力特性研究現(xiàn)狀10-11
- 1.2.1 擬靜力法10
- 1.2.2 反應(yīng)譜法10-11
- 1.2.3 數(shù)值分析法11
- 1.3 加筋土擋墻的構(gòu)成和設(shè)計(jì)11-13
- 1.3.1 筋帶11
- 1.3.2 填土材料11-12
- 1.3.3 墻面板12-13
- 1.3.4 設(shè)計(jì)方法13
- 1.4 現(xiàn)狀問題13-14
- 1.5 本文的主要研究內(nèi)容14-15
- 第二章 加筋土原理及加筋土擋墻穩(wěn)定分析15-39
- 2.1 加筋土的基本原理15-20
- 2.1.1 筋材的應(yīng)力傳遞15-16
- 2.1.2 加筋土的作用機(jī)理16-20
- 2.2 加筋土擋墻的破壞模式20-21
- 2.3 地震主動土壓力計(jì)算理論21-33
- 2.3.1 庫倫主動土壓力理論21-23
- 2.3.2 無黏性土地震土壓力理論23-26
- 2.3.3 修正法與M-O法的土壓力計(jì)算比較26-30
- 2.3.4 黏性土地震土壓力理論30-33
- 2.4 加筋土擋墻穩(wěn)定性分析33-38
- 2.4.1 外部穩(wěn)定計(jì)算33-36
- 2.4.2 內(nèi)部穩(wěn)定計(jì)算36-38
- 2.5 本章小結(jié)38-39
- 第三章 地震動數(shù)值分析理論39-52
- 3.1 三維快速拉格朗日分析的數(shù)學(xué)模型39-44
- 3.1.1 空間微分與有限差分近似39-40
- 3.1.2 運(yùn)動定律的節(jié)點(diǎn)方程40-43
- 3.1.3 本構(gòu)方程的增量形式43
- 3.1.4 有限差分近似的時間導(dǎo)數(shù)43-44
- 3.2 FLAC~(3D)動力分析介紹44-49
- 3.2.1 邊界條件和力學(xué)阻尼44-48
- 3.2.2 土工格柵單元48-49
- 3.3 地震波的轉(zhuǎn)換49-51
- 3.3.1 地震波的轉(zhuǎn)換原理49-50
- 3.3.2 Elcentro地震波的校正50-51
- 3.3.3 地震波的讀取51
- 3.4 本章小結(jié)51-52
- 第四章 數(shù)值分析方案設(shè)計(jì)與成果分析52-64
- 4.1 計(jì)算工況設(shè)計(jì)52-54
- 4.2 擋墻數(shù)值分析結(jié)果表述54-55
- 4.3 基本工況4計(jì)算成果分析55-62
- 4.3.1 地基土體與路基填土的地震動響應(yīng)55-57
- 4.3.2 墻面板的地震動響應(yīng)57-61
- 4.3.3 筋帶的地震動響應(yīng)61-62
- 4.4 本章小結(jié)62-64
- 第五章 加筋土擋墻地震動響應(yīng)敏感性分析64-71
- 5.1 同高度加筋土擋墻數(shù)值分析64-68
- 5.1.1 地震動峰值加速度影響64-65
- 5.1.2 最大彈性模量影響65-66
- 5.1.3 地基土摩擦角的影響66-67
- 5.1.4 地基土內(nèi)聚力的影響67-68
- 5.2 不同高度加筋土擋墻數(shù)值分析68
- 5.3 加筋土擋墻與重力式擋墻對比分析68-69
- 5.4 擋土墻的抗震措施與建議69-70
- 5.5 本章小結(jié)70-71
- 第六章 結(jié)論與展望71-73
- 6.1 結(jié)論71-72
- 6.2 展望72-73
- 致謝73-74
- 參考文獻(xiàn)74-77
- 在學(xué)期間發(fā)表的論著及取得的科研成果77
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