车辆荷载作用下地下连续墙的响应分析

发布时间：2017-11-14 06:15

本文关键词：车辆荷载作用下地下连续墙的响应分析

【摘要】：近年来随着社会的发展,城市道路车辆日益增多且超载现象时常发生,车辆荷载对基坑变形和稳定性影响日益显著。目前在基坑设计中,车辆荷载作用对基坑支护结构的影响尚未形成定论。针对如何考虑车辆荷载和是否考虑车辆荷载动力特性的问题,论文以常规车辆荷载计算理论和车辆荷载模型为基础,推导了车辆附加动荷载计算公式,同时对等效代换土层厚度法进行改进,基于实际的地下连续墙支护工程,采用推导的附加动荷载波动荷载形式来模拟车辆荷载对地下连续墙的作用效应,得出车辆荷载对基坑变形和稳定性影响规律,为车辆荷载作用下地下连续墙的设计改进提供重要的理论依据。针对在基坑设计中未考虑路面不平整引起车辆附加动荷载的问题,将路面形状简化为简谐波动曲线形式,基于车辆附加动荷载与路面不平整幅值的关系,并考虑车辆行车速度和车辆的质量、几何刚度和阻尼等因素,采用四分之一车身结构两自由度车辆振动模型,得出车辆垂直振动加速度,建立车辆受迫振动的运动微分方程,通过求解运动方程,本文推导出车辆附加动荷载计算公式,并将其运用于荷载模型的建立,为分析车辆荷载对地下连续墙支护结构的影响提供理论依据。针对利用等效代换土层厚度法将车辆荷载简化成为均布的土层厚度对基坑支护结构施加影响时,未考虑实际状态中车辆荷载的作用会使得破裂棱体破裂角变化的问题,依据库仑土压力理论,计算破裂棱体自重,结合破裂棱体平衡关系式,循环迭代得到破裂角收敛值,根据此破裂角换算得到新的土层厚度,对等效代换土层厚度法进行改进,并为研究车辆荷载对地下连续墙稳定性的影响提供理论依据。基于地铁车站基坑工程,结合推导的附加动荷载波动荷载形式,利用FLAC3D有限差分软件,采用简谐波动荷载模拟车辆荷载的作用,分析车辆荷载作用下地下连续墙支护结构的响应问题。在不同行车速度的影响下,分析地下连续墙结构水平侧移以及基坑附近路面沉降特点,发现车辆速度对基坑的影响有限,且随着车速的增加,车辆荷载变化不大;根据不同行车速度,分别对不同厚度和不同墙体入土深度的条件下地下连续墙的变形及受力进行分析;在保证基坑稳定性及变形要求的基础上,通过对比分析得到较合适的墙体厚度在0.6m~1.0m的范围内,墙体嵌固深度和开挖深度之比在0.6~1.0的范围内。利用理正深基坑计算软件对实际工程简化方法、等效代换土层厚度法及其改进方法进行计算,得到基坑稳定系数,通过对比分析验证该改进方法是有效的。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU476.3

【参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 曾晓云;;基于地下连续墙变形规律的数值分析研究[J];施工技术;2015年13期

2 杨学涛;曹雪山;;深基坑围护结构水平位移变形分析[J];施工技术;2014年13期

3 陈梅;郑坚昭;莫玮宏;陈晓平;;车辆超载作用下软弱基坑变形特性研究[J];地下空间与工程学报;2014年03期

4 乐金朝;邱洪志;张利军;;交通荷载作用下桩锚支护结构动力响应分析[J];地下空间与工程学报;2013年06期

5 张颖;张睿;唐道伦;;交通荷载引起的高速公路低路堤永久性沉降研究[J];中外公路;2013年05期

6 郑杰明;谢玖琪;杨平;张中;;深基坑开挖支护结构水平变形对地表沉降影响的数值模拟[J];现代隧道技术;2013年02期

7 刘英杰;赵又群;许健雄;刘文婷;;基于Gauss伪谱法的紧急避让汽车操纵逆动力学[J];机械工程学报;2012年22期

8 张光海;康海贵;郑元勋;;车辆振动模型的建立及动荷载计算研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2011年04期

9 张向东;张晨光;刘家顺;;交通荷载作用下深基坑支护结构稳定性分析[J];中国地质灾害与防治学报;2011年02期

10 谭祥韶;;车辆动荷载影响深度的现场试验研究[J];湖南交通科技;2010年04期