發(fā)布時間：2017-04-28 21:03

  本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜條件下地震土壓力及穩(wěn)定問題的計(jì)算方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：土壓力是指土體作用在建筑物或構(gòu)筑物上的側(cè)向力,它是建筑基礎(chǔ),邊坡?lián)鯄?河岸碼頭,交通路基,橋梁墩臺和隧道開挖等工程設(shè)計(jì)時的主要計(jì)算對象,也是巖土工程學(xué)科中最基本和最重要的研究問題。隨著我國抗震設(shè)計(jì)要求的提高,地震土壓力的計(jì)算越發(fā)引起研究人員的重視。盡管目前為止關(guān)于地震土壓力的理論與試驗(yàn)研究已經(jīng)取得了豐碩的成果,但是在對某些特殊工況下的研究仍然不足,于是本文基于極限平衡分析,對復(fù)雜條件下的地震土壓力及穩(wěn)定問題的計(jì)算方法進(jìn)行研究,本文的主要工作和成果如下： (1)以平移模式下的剛性擋土墻為研究對象,考慮土拱效應(yīng)作用下主動極限狀態(tài)的小主應(yīng)力圓形拱和被動極限狀態(tài)的大主應(yīng)力圓形拱,得出土拱影響下的主動、被動側(cè)土壓力系數(shù),然后結(jié)合擬靜力法和水平層分析法,對地震土壓力的計(jì)算方法提出改進(jìn),推導(dǎo)出地震主動、被動土壓力分布和合力作用點(diǎn)的表達(dá)式。其次,考慮土拱效應(yīng)引起的主應(yīng)力偏轉(zhuǎn)和單元土層的水平剪力,結(jié)合土體單元的應(yīng)力分析和水平土層的靜力平衡,建立隱式方程組,采用迭代方法求解得出滑裂面形狀、土壓力的分布和合力作用點(diǎn)。討論土體內(nèi)摩擦角、墻土外摩擦角、地震加速度系數(shù)等參數(shù)對地震土壓力的影響。接著,將計(jì)算結(jié)果和Mononobe-Okabe方法對比,初步驗(yàn)證所提出方法的合理性和有效性。 (2)利用水平層分析法,根據(jù)不同位移模式下?lián)跬翂蟮乃絾卧翆拥氖芰顟B(tài)變化,提出用位移參數(shù)和等效內(nèi)摩擦角來表示任意位移模式,再根據(jù)擬靜力法建立任意位移模式下?lián)跬翂Φ卣鹬鲃印⒈粍油翂毫Φ挠?jì)算模型,討論分析了材料參數(shù)和地震參數(shù)對各種位移模式下的土壓力的影響。然后,利用模型試驗(yàn)的結(jié)果,建立內(nèi)外摩擦角與擋土墻位移量的函數(shù)關(guān)系,采用與極限土壓力類似的計(jì)算方法,提出考慮位移影響的非極限狀態(tài)下地震主動和被動土壓力的計(jì)算方法。接著,對土壓力分布和合力作用點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)討論,分析位移模式和位移狀態(tài)對土壓力的影響,并將本文計(jì)算結(jié)果與前人的研究成果對比。 (3)考慮地震沿著墻高的放大系數(shù),提出針對擋墻面傾斜的浸水擋土墻的地震主動土壓力的改進(jìn)擬動力計(jì)算方法,類似地,提出豎直墻背的浸水擋土墻的地震被動土壓力計(jì)算方法,并對各參數(shù)進(jìn)行討論分析。另外,基于極限平衡分析法,考慮滲流引起的水壓力和地震引起的水壓力,分別對豎向、二維穩(wěn)定滲流作用下的地震主動土壓力和二維穩(wěn)定滲流下的地震被動土壓力進(jìn)行了擬動力法的計(jì)算,提出了考慮滲流影響后的改進(jìn)土壓力系數(shù)表達(dá)式,并對計(jì)算所得的滑裂面和土壓力進(jìn)行了參數(shù)分析,對改進(jìn)被動土壓力計(jì)算系數(shù)進(jìn)行擬動力分析。 (4)考慮地震放大系數(shù)、傾斜擋墻面,傾斜填土面影響,采用擬動力法,推導(dǎo)出干填土情況下?lián)跬翂υ诘卣鹱饔孟碌目箖A覆和抗滑移穩(wěn)定安全系數(shù)的計(jì)算公式,分析各參數(shù)對安全系數(shù)的影響,并與擬靜力法的結(jié)果進(jìn)行對比。根據(jù)填土的滲透性分為自由水和約束水兩種情況,采用擬靜力法,考慮地震引起的超孔隙壓力和動水壓力以及擋土墻底部浮力,提出部分浸水條件下臨水擋土墻的地震抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定的計(jì)算方法。根據(jù)擋土墻加筋條的模量差異,分別假定直線和折線兩種形式的破裂面,利用水平層分析法和擬靜力法,提出部分浸水條件下加筋條拉力合力系數(shù)的表達(dá)式,并對兩種滑裂面形式的自由水和約束水情況進(jìn)行了對比計(jì)算。
【關(guān)鍵詞】：地震土壓力 土拱效應(yīng) 主應(yīng)力偏轉(zhuǎn) 位移模式 非極限狀態(tài) 滲流 超靜孔壓 地震穩(wěn)定系數(shù) 擬靜力法 擬動力法 水平層分析法
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU435
【目錄】：

• 致謝5-7
• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 目次11-15
• 第1章 緒論15-27
• 1.1 研究背景15-16
• 1.2 土壓力的研究現(xiàn)狀16-25
• 1.2.1 靜土壓力的相關(guān)研究16-18
• 1.2.2 地震土壓力的相關(guān)研究18-20
• 1.2.3 土拱效應(yīng)的相關(guān)研究20-21
• 1.2.4 位移效應(yīng)的相關(guān)研究21-23
• 1.2.5 水土效應(yīng)的相關(guān)研究23-25
• 1.3 現(xiàn)有研究的不足25
• 1.4 本文的主要工作25-27
• 第2章 考慮土拱效應(yīng)的地震土壓力27-59
• 2.1 引言27-28
• 2.2 考慮小主應(yīng)力拱的地震主動土壓力28-38
• 2.2.1 主動狀態(tài)的滑裂面28-29
• 2.2.2 小主應(yīng)力拱和側(cè)土壓力系數(shù)29-32
• 2.2.3 地震主動土壓力32-34
• 2.2.4 地震和摩擦角參數(shù)分析34-37
• 2.2.5 與擬靜力法對比37-38
• 2.3 考慮大主應(yīng)力拱的地震被動土壓力38-48
• 2.3.1 被動狀態(tài)的滑裂面38-39
• 2.3.2 大主應(yīng)力拱和測土壓力系數(shù)39-42
• 2.3.3 地震被動土壓力42-44
• 2.3.4 地震和摩擦角參數(shù)分析44-47
• 2.3.5 與M-O方法對比47-48
• 2.4 考慮應(yīng)力偏轉(zhuǎn)的地震主動土壓力水平層法改進(jìn)48-57
• 2.4.1 應(yīng)力分析48-50
• 2.4.2 水平層受力分析50-51
• 2.4.3 基本方程和計(jì)算方法51-53
• 2.4.4 滑裂面和土壓力參數(shù)分析53-56
• 2.4.5 與M-O方法對比56-57
• 2.5 本章小結(jié)57-59
• 第3章 考慮位移效應(yīng)的地震土壓力59-89
• 3.1 引言59-60
• 3.2 任意位移模式的地震主動土壓力60-70
• 3.2.1 位移模式分析60-61
• 3.2.2 地震主動土壓力61-64
• 3.2.3 土壓力分布和合力作用點(diǎn)分析64-68
• 3.2.4 與M-O方法和試驗(yàn)結(jié)果對比68-70
• 3.3 任意位移模式的地震被動土壓力70-78
• 3.3.1 位移模式分析70
• 3.3.2 地震被動土壓力70-73
• 3.3.3 土壓力分布和合力作用點(diǎn)分析73-77
• 3.3.4 與M-O方法對比77-78
• 3.4 考慮位移影響的非極限地震主動土壓力78-83
• 3.4.1 考慮位移影響的摩擦角78-79
• 3.4.2 非極限地震主動土壓力79-80
• 3.4.3 位移狀態(tài)對地震主動土壓力的影響80-82
• 3.4.4 位移效應(yīng)的計(jì)算對比82-83
• 3.5 考慮位移影響的非極限地震被動土壓力83-87
• 3.5.1 非極限地震被動土壓力83-84
• 3.5.2 位移狀態(tài)對地震被動土壓力的影響84-86
• 3.5.3 位移效應(yīng)的計(jì)算對比86-87
• 3.6 本章小結(jié)87-89
• 第4章 考慮水土共存的地震土壓力89-129
• 4.1 引言89-90
• 4.2 浸水擋土墻的地震主動土壓力90-98
• 4.2.1 基本假定90
• 4.2.2 地震主動土壓力擬動力法改進(jìn)90-93
• 4.2.3 土壓力分布的參數(shù)分析93-97
• 4.2.4 浸水和干土計(jì)算對比97-98
• 4.3 浸水擋土墻的地震被動土壓力98-104
• 4.3.1 基本假定98
• 4.3.2 地震被動土壓力擬動力法改進(jìn)98-100
• 4.3.3 土壓力分布的參數(shù)分析100-103
• 4.3.4 浸水和干土計(jì)算對比103-104
• 4.4 豎向穩(wěn)定滲流下的地震主動土壓力104-114
• 4.4.1 基本假定104-105
• 4.4.2 豎向穩(wěn)定滲流下的地震主動土壓力擬動力計(jì)算105-109
• 4.4.3 滑裂面和土壓力參數(shù)分析109-112
• 4.4.4 不同方法計(jì)算對比112-114
• 4.5 二維穩(wěn)定滲流下的地震主動土壓力114-119
• 4.5.1 基本假定114
• 4.5.2 二維穩(wěn)定滲流下的地震主動土壓力擬動力計(jì)算114-116
• 4.5.3 滑裂面和土壓力參數(shù)分析116-117
• 4.5.4 不同方法計(jì)算對比117-119
• 4.6 二維穩(wěn)定滲流下的地震被動土壓力119-127
• 4.6.1 基本假定119
• 4.6.2 二維穩(wěn)定滲流下的地震被動土壓力擬動力計(jì)算119-121
• 4.6.3 土壓力參數(shù)擬動力分析121-126
• 4.6.4 計(jì)算對比126-127
• 4.7 本章小結(jié)127-129
• 第5章 支擋結(jié)構(gòu)的地震穩(wěn)定計(jì)算129-155
• 5.1 引言129
• 5.2 普通擋土墻的地震穩(wěn)定擬動力分析129-139
• 5.2.1 基本假定129-130
• 5.2.2 地震穩(wěn)定的擬動力計(jì)算方法130-134
• 5.2.3 地震穩(wěn)定安全系數(shù)的分析134-138
• 5.2.4 與M-O方法對比138-139
• 5.3 臨水擋土墻的地震穩(wěn)定計(jì)算139-146
• 5.3.1 基本假定139
• 5.3.2 臨水條件下穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算方法139-142
• 5.3.3 穩(wěn)定系數(shù)的影響參數(shù)分析142-145
• 5.3.4 計(jì)算結(jié)果對比145-146
• 5.4 臨水加筋擋土墻的地震內(nèi)部穩(wěn)定計(jì)算146-153
• 5.4.1 基本假定146-147
• 5.4.2 加筋條拉力系數(shù)的計(jì)算方法147-150
• 5.4.3 拉力系數(shù)的影響參數(shù)分析150-153
• 5.4.4 臨水和干土的計(jì)算對比153
• 5.5 本章小結(jié)153-155
• 第6章 結(jié)論與展望155-159
• 6.1 本文主要成果和結(jié)論155-157
• 6.1.1 考慮土拱效應(yīng)的地震土壓力155
• 6.1.2 考慮位移效應(yīng)的地震土壓力155-156
• 6.1.3 考慮水土共存的地震土壓力156-157
• 6.1.4 支擋結(jié)構(gòu)的地震穩(wěn)定性157
• 6.2 進(jìn)一步研究的建議與展望157-159
• 參考文獻(xiàn)159-169
• 作者簡歷及在學(xué)成果169-170

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜條件下地震土壓力及穩(wěn)定問題的計(jì)算方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：333528