压力分散型挡土墙土压力分布规律及锚定板极限承载力研究
发布时间：2020-12-26 09:47
随着我国基础设施建设的大力推进,土地资源愈发短缺,而挡土墙结构因其优越的使用性能在基建工程中被广泛使用。但是传统悬臂式挡土墙靠增加墙厚来提高承载力,不适用于高填方路基,而锚定板挡土墙施工复杂,且墙体底部整体强度低。压力分散型挡土墙结合了悬臂式挡墙和锚定板挡墙的优点,通过在同一高度处设置多块锚定板,提供侧向约束,不仅提高了锚杆预应力,减小墙身截面积,而且能够提高挡土墙设计高度,减少混凝土用量,安全性高。由于受到侧向约束,压力分散型挡土墙土压力分布复杂,现阶段对该类型挡墙土压力分布规律尚不明确,锚定板极限承载力计算理论计算不足限制了该类型挡土墙的发展。为了研究该类型挡土墙土压力分布规律,完善锚定板极限承载力计算理论,本文通过设计压力分散型挡土墙室内模型试验,并结合数值计算分析,研究了预应力和上覆荷载作用时墙背和锚定板板前土压力分布规律。在此基础上,进一步研究了填料参数、上覆荷载、锚定板尺寸等因素对锚定板极限承载力的影响规律,建立了各因素与极限承载力的数学关系。采用极限平衡理论,建立了锚定板力学模型,推导了锚定板极限承载力计算公式,并通过数值计算手段对公式的适用性进行了验证分析,得出主要结论...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 挡土墙发展现状
1.2.2 挡土墙土压力分布规律及模型试验研究现状
1.2.3 锚定板极限承载力研究现状
1.3 主要研究内容
1.4 技术路线
1.5 主要创新点
第二章 压力分散型挡土墙室内模型试验设计及实施
2.1 试验目的
2.2 模型试验设计
2.2.1 模型槽设计
2.2.2 监测方案设计
2.2.2.1 土压力监测
2.2.2.2 应变监测
2.2.2.3 锚定板位移监测
2.2.3 试验工况设计
2.3 模型试验流程及质量控制措施
2.4 材料选取及基本试验
2.4.1 锚定板材料选取和浇筑
2.4.2 锚定板极限抗拔力的确定
2.4.3 填筑材料力学性能试验
2.4.3.1 砂体级配
2.4.3.2 砂的含水率试验
2.4.3.3 砂的相对密度试验
2.4.3.4 砂的直剪试验
2.5 本章小结
第三章 压力分散型挡土墙土压力分布规律研究
3.1 模型试验结果合理性验证
3.2 挡土墙墙背土压力分布规律
3.2.1 锚索预应力影响分析
3.2.2 上覆荷载的影响分析
3.3 锚定板板前土压力分布
3.3.1 板前土压力纵向分布
3.3.2 板前土压力横向分布
3.4 本章小结
第四章 压力分散型挡土墙受力特征及锚定板承载力影响因素分析
4.1 数值计算模型建立及验证分析
4.1.1 极限承载力验证分析
4.1.2 挡土墙弹性模量的影响
4.2 计算结果验证分析
4.2.1 锚索预应力
4.2.1.1 墙背土压力
4.2.1.2 墙体剪应力
4.2.2 上覆荷载
4.2.2.1 墙背土压力
4.2.2.2 墙体剪应力
4.2.2.3 墙体位移
4.2.3 板前土压力分布
4.2.3.1 纵向分布
4.2.3.2 横向分布
4.3 锚定板张拉顺序影响分析
4.3.1 前侧锚定板分析
4.3.1.1 锚定板位移增量
4.3.1.2 锚索预应力变化
4.3.2 后侧锚定板分析
4.3.2.1 锚定板位移
4.3.2.2 墙身位移
4.3.2.3 墙背土压力
4.4 压力分散型挡土墙锚定板极限承载力影响因素分析
4.4.1 土体粘聚力
4.4.2 内摩擦角
4.4.3 上覆荷载
4.4.4 锚定板尺寸
4.4.5 锚定板形状
4.5 本章小结
第五章 浅埋锚定板极限承载力计算公式的建立
5.1 浅埋锚定板的失效形式
5.2 锚定板力学模型
5.2.1 受力分析
5.2.2 计算模型的建立
5.3 理论公式验证
5.3.1 小模型验证性分析
5.3.2 大模型验证
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间主要研究成果
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]RB位移模式挡土墙非极限状态被动土压力研究[J]. 丰巨武,周慧珍. 山西水利科技. 2015(04)
[2]竖向锚定板水平抗拔承载力三维力学模型分析[J]. 张英,胡伟,姜守东. 公路工程. 2015(02)
[3]黏性土填料下考虑土拱效应的非极限主动土压力计算方法[J]. 娄培杰. 岩土力学. 2015(04)
[4]重力式挡土墙稳定性影响因素分析[J]. 周智海,王灿,陈芳. 公路与汽运. 2015(02)
[5]地震条件下黏性土挡土墙土压力分析[J]. 陈奕柏,谢洪波,柯才桐,高洪波. 岩土力学. 2014(12)
[6]压力分散型挡土墙受力特性模型试验研究[J]. 吴建清,张崇高,宋修广,张宏博. 工业建筑. 2014(09)
[7]压力分散型挡土墙土压力分布规律分析[J]. 宋修广,吴建清,张宏博,张崇高. 科学技术与工程. 2014(20)
[8]压力分散型挡土墙在施工期和运营期的受力特性分析[J]. 吴建清,宋修广,厉超,于一凡,张开来. 公路. 2014(06)
[9]不同填料下钱塘江古海塘塘背土压力现场试验研究[J]. 郑烨,陈振华,张开伟,张鉴伟,沈跃军. 岩土力学. 2014(06)
[10]重力式挡土墙稳定性影响因素分析研究[J]. 李纯玉. 工程勘察. 2014(05)
博士论文
[1]轻型挡土墙系统参数识别及损伤诊断研究[D]. 刘礼标.重庆大学 2013
[2]挡土墙上土压力的试验研究与数值分析[D]. 陈页开.浙江大学 2001
[3]网状加筋挡墙结构的设计理论与方法研究[D]. 高江平.长安大学 2001
硕士论文
[1]置筋式挡土墙承载特性模型试验及数值模拟研究[D]. 吴建清.山东大学 2015
[2]悬锚式挡土墙有限元分析与强度理论应用研究[D]. 陈伟.长安大学 2012
[3]考虑挡墙位移及有限土体影响的土压力研究[D]. 郑贝贝.浙江大学 2011
[4]包裹式加筋土挡土墙抗震特性试验研究[D]. 段忠臣.西南交通大学 2011
[5]路基悬锚式挡土墙设计与稳定性分析[D]. 杜松.长安大学 2011
[6]悬锚式挡土墙可靠度计算研究[D]. 李明.长安大学 2011
[7]压力分散型悬锚式挡土墙支护理论及应用研究[D]. 王红红.山东大学 2011
[8]锚杆挡土墙在边坡防护中力学机理的研究[D]. 周恒宇.西南交通大学 2010
[9]土工格室柔性挡墙主动土压力计算方法研究[D]. 许伟强.长安大学 2010
[10]压力分散型抗浮锚杆在工程中的应用[D]. 紫民.中国地质大学（北京） 2009
本文编号：2939463
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 挡土墙发展现状
1.2.2 挡土墙土压力分布规律及模型试验研究现状
1.2.3 锚定板极限承载力研究现状
1.3 主要研究内容
1.4 技术路线
1.5 主要创新点
第二章 压力分散型挡土墙室内模型试验设计及实施
2.1 试验目的
2.2 模型试验设计
2.2.1 模型槽设计
2.2.2 监测方案设计
2.2.2.1 土压力监测
2.2.2.2 应变监测
2.2.2.3 锚定板位移监测
2.2.3 试验工况设计
2.3 模型试验流程及质量控制措施
2.4 材料选取及基本试验
2.4.1 锚定板材料选取和浇筑
2.4.2 锚定板极限抗拔力的确定
2.4.3 填筑材料力学性能试验
2.4.3.1 砂体级配
2.4.3.2 砂的含水率试验
2.4.3.3 砂的相对密度试验
2.4.3.4 砂的直剪试验
2.5 本章小结
第三章 压力分散型挡土墙土压力分布规律研究
3.1 模型试验结果合理性验证
3.2 挡土墙墙背土压力分布规律
3.2.1 锚索预应力影响分析
3.2.2 上覆荷载的影响分析
3.3 锚定板板前土压力分布
3.3.1 板前土压力纵向分布
3.3.2 板前土压力横向分布
3.4 本章小结
第四章 压力分散型挡土墙受力特征及锚定板承载力影响因素分析
4.1 数值计算模型建立及验证分析
4.1.1 极限承载力验证分析
4.1.2 挡土墙弹性模量的影响
4.2 计算结果验证分析
4.2.1 锚索预应力
4.2.1.1 墙背土压力
4.2.1.2 墙体剪应力
4.2.2 上覆荷载
4.2.2.1 墙背土压力
4.2.2.2 墙体剪应力
4.2.2.3 墙体位移
4.2.3 板前土压力分布
4.2.3.1 纵向分布
4.2.3.2 横向分布
4.3 锚定板张拉顺序影响分析
4.3.1 前侧锚定板分析
4.3.1.1 锚定板位移增量
4.3.1.2 锚索预应力变化
4.3.2 后侧锚定板分析
4.3.2.1 锚定板位移
4.3.2.2 墙身位移
4.3.2.3 墙背土压力
4.4 压力分散型挡土墙锚定板极限承载力影响因素分析
4.4.1 土体粘聚力
4.4.2 内摩擦角
4.4.3 上覆荷载
4.4.4 锚定板尺寸
4.4.5 锚定板形状
4.5 本章小结
第五章 浅埋锚定板极限承载力计算公式的建立
5.1 浅埋锚定板的失效形式
5.2 锚定板力学模型
5.2.1 受力分析
5.2.2 计算模型的建立
5.3 理论公式验证
5.3.1 小模型验证性分析
5.3.2 大模型验证
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间主要研究成果
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]RB位移模式挡土墙非极限状态被动土压力研究[J]. 丰巨武,周慧珍. 山西水利科技. 2015(04)
[2]竖向锚定板水平抗拔承载力三维力学模型分析[J]. 张英,胡伟,姜守东. 公路工程. 2015(02)
[3]黏性土填料下考虑土拱效应的非极限主动土压力计算方法[J]. 娄培杰. 岩土力学. 2015(04)
[4]重力式挡土墙稳定性影响因素分析[J]. 周智海,王灿,陈芳. 公路与汽运. 2015(02)
[5]地震条件下黏性土挡土墙土压力分析[J]. 陈奕柏,谢洪波,柯才桐,高洪波. 岩土力学. 2014(12)
[6]压力分散型挡土墙受力特性模型试验研究[J]. 吴建清,张崇高,宋修广,张宏博. 工业建筑. 2014(09)
[7]压力分散型挡土墙土压力分布规律分析[J]. 宋修广,吴建清,张宏博,张崇高. 科学技术与工程. 2014(20)
[8]压力分散型挡土墙在施工期和运营期的受力特性分析[J]. 吴建清,宋修广,厉超,于一凡,张开来. 公路. 2014(06)
[9]不同填料下钱塘江古海塘塘背土压力现场试验研究[J]. 郑烨,陈振华,张开伟,张鉴伟,沈跃军. 岩土力学. 2014(06)
[10]重力式挡土墙稳定性影响因素分析研究[J]. 李纯玉. 工程勘察. 2014(05)
博士论文
[1]轻型挡土墙系统参数识别及损伤诊断研究[D]. 刘礼标.重庆大学 2013
[2]挡土墙上土压力的试验研究与数值分析[D]. 陈页开.浙江大学 2001
[3]网状加筋挡墙结构的设计理论与方法研究[D]. 高江平.长安大学 2001
硕士论文
[1]置筋式挡土墙承载特性模型试验及数值模拟研究[D]. 吴建清.山东大学 2015
[2]悬锚式挡土墙有限元分析与强度理论应用研究[D]. 陈伟.长安大学 2012
[3]考虑挡墙位移及有限土体影响的土压力研究[D]. 郑贝贝.浙江大学 2011
[4]包裹式加筋土挡土墙抗震特性试验研究[D]. 段忠臣.西南交通大学 2011
[5]路基悬锚式挡土墙设计与稳定性分析[D]. 杜松.长安大学 2011
[6]悬锚式挡土墙可靠度计算研究[D]. 李明.长安大学 2011
[7]压力分散型悬锚式挡土墙支护理论及应用研究[D]. 王红红.山东大学 2011
[8]锚杆挡土墙在边坡防护中力学机理的研究[D]. 周恒宇.西南交通大学 2010
[9]土工格室柔性挡墙主动土压力计算方法研究[D]. 许伟强.长安大学 2010
[10]压力分散型抗浮锚杆在工程中的应用[D]. 紫民.中国地质大学（北京） 2009
本文编号：2939463
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