墙后有限宽度填土主动土压力的DEM分析及简化计算研究

发布时间：2024-05-07 04:47

　　随着城市工程建设的快速发展,建筑密度越来越大。在城市密集区,出现大量挡土墙必须靠近现有坚固墙壁(岩壁)或者既有地下室外墙修建的情况,此时,墙后填土空间将会被限制地比较狭窄。而目前常规的土压力计算理论,如朗金土压力理论和库伦土压力理论均建立在半无限宽度土体的假定上,难以考虑墙后填土宽度的影响。为此,对该情况下的墙后土体破坏模式及主动土压力计算方式深入研究,以便工程应用。主要工作如下:(1)总结前人的土压力计算方法研究成果,并重点阐述两种典型的计算墙后有限宽度土体土压力方法,即极限分析法和极限平衡法,且分析这两种方法各自的优缺点。(2)针对墙后无粘性有限宽度填土,采用离散单元法(DEM),利用颗粒流(PFC2D)软件,来建立挡土墙绕墙底转动、绕墙顶转动和平动三种模式下无粘性土体的数值模型。在此基础上,获取了三种模式下挡土墙后填土的破坏模式,由此获得了不同宽度及不同土体内摩擦角下墙后土体的滑裂面形状及土体破坏规律。与已有的试验数据进行了对比,对比结果证明了本文数值模拟的可靠性。(3)在获取的墙后有限宽度土体滑裂面基础上,将土体滑裂体视为梯形破坏体,从而将其分为矩形及三角形滑块两部分,并分别基...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 概述
    1.2 研究现状
        1.2.1 理论研究
        1.2.2 实验研究
        1.2.3 数值模拟研究
    1.3 本文主要研究内容
第2章 计算土压力的经典方法
    2.1 概述
    2.2 计算墙后半无限土体主动土压力的经典理论
        2.2.1 朗金主动土压力理论
        2.2.2 库伦主动土压力理论
    2.3 极限分析法
    2.4 极限平衡法
    2.5 本章小结
第3章 有限宽度填土的主动土压力DEM模拟
    3.1 概述
    3.2 颗粒流方法的背景
        3.2.1 离散元方法的发展历程
        3.2.2 离散元软件在岩土工程中的应用背景
        3.2.3 PFC2D原理
    3.3 一般模型的建立
        3.3.1 PFC2D基本假定
        3.3.2 颗粒流方法基本方程
        3.3.3 挡土墙后的一般模型
    3.4 平动模式下的DEM分析
        3.4.1 填土宽度对墙后土体滑裂面的影响
        3.4.2 填土内摩擦角对墙后土体滑裂面的影响
    3.5 绕墙底转动模式的DEM分析
        3.5.1 填土宽度对墙后土体滑裂面的影响
        3.5.2 填土内摩擦角对土体滑裂面的影响
    3.6 绕墙顶转动模式的DEM分析
        3.6.1 填土宽度对土体滑裂面的影响
        3.6.2 填土内摩擦角对墙后土体滑裂面的影响
    3.7 本章小结
第4章 有限土体的土压力计算方法
    4.1 概述
    4.2 土拱方程
    4.3 计算主动土压力方法的改进
        4.3.1 平动模式下的主动土压力计算方法
        4.3.2 绕墙底转动模式下的主动土压力计算方法
        4.3.3 绕墙顶转动模式下的主动土压力计算方法
    4.4 与之前研究的比较
    4.5 参数分析
        4.5.1 填土宽高比与土压力分布的关系
        4.5.2 填土内摩擦角或墙土摩擦角和土压力分布的关系
        4.5.3 填土宽高比和土压力合力的关系
        4.5.4 填土内摩擦角和土压力合力的关系
        4.5.5 墙土摩擦角和土压力合力的关系
        4.5.6 填土宽高比对土压力作用点高度的影响
        4.5.7 填土内摩擦角和墙土摩擦角对合力作用点高度的影响
    4.6 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间的学术论文及科研情况



本文编号：3966839