RT变位模式非极限状态下挡土墙波动土压力研究

发布时间：2017-04-15 19:05

  本文关键词：RT变位模式非极限状态下挡土墙波动土压力研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在经济迅速发展的现代中国,各类大型工程建设以及一些基础性建设正在如火如荼的进行着。挡土墙作为一项重要的辅助工程,它以独特的优势一直占据着重要的地位,被广泛的应用于各类工程建设中,挡土墙工程在各类工程施工中发挥了不可忽视的作用。挡土墙土压力是挡土墙设计的重要依据,对挡土墙土压力的研究分析是极其有必要的。本文首先通过ANSYS有限元软件建立出RT变位模式挡土墙及墙后土体的计算模型,然后运用分段位移约束研究挡土墙非极限状态,通过墙后土体的水平位移云图分析墙后土体相对位移区与相关参数之间的关系,并得出挡土墙沿墙高的土压力分布、大小及合力作用点位置,通过变化各个参数分析其对土压力分布、大小及合力作用点位置的影响。结合墙体位移对摩擦角的发挥及考虑位移的朗肯土压力理论推求出RT变位模式非极限状态下改进的朗肯土压力计算公式,利用该公式计算得出的土压力分布、大小及合力作用点位置等结果与有限元数值计算结果进行比较。本文通过有限元数值计算和公式计算研究表明:(1)土体处于非极限状态下,挡土墙绕墙顶向土体方向发生一定的转动位移,墙后回填土体存在一定的相对位移区,该区形状呈现倒梯形。相对位移区范围大小受到墙体的转动位移比、回填土体的内摩擦角及回填土体的弹性模量、泊松比等因素的影响。墙体转动位移增大,相对位移区范围增大;随着回填土体的内摩擦角、弹性模量、泊松比的分别增大,相对位移区的范围均增大。(2)RT变位模式挡土墙非极限状态被动土压力分布大小及规律受到墙体转动位移比、回填土体内摩擦角及回填土体弹性模量、泊松比等影响。随着墙体转动位移比的增大,土压力增大,增大速率逐渐减小。位移比一定时,挡土墙墙顶附近土压力增大效果不明显,越是距离墙底附近的土体土压力增大效果越明显;墙体位移比、回填土体内摩擦角及回填土体弹性模量、泊松比增大,土压力分布曲线的曲率均增大。(3)RT变位模式挡土墙非极限状态被动土压力的合力大小及合力作用点位置受到墙体转动位移比、回填土体内摩擦角及回填土体弹性模量、泊松比等影响。墙体位移比、回填土体内摩擦角、回填土体弹性模量分别增大,土压力合力均增大,合力作用点均降低;回填土体的泊松比增大,土压力合力增大,合力作用点有略微的升高。(4)利用改进朗肯土压力计算公式,计算得出RT变位模式挡土墙非极限状态被动土压力的分布、大小及合力作用点位置,与有限元得出的结果从整体上很一致,可为工程设计提供一定的参考。
【关键词】：挡土墙 绕墙顶转动 非极限状态 有限元 被动土压力 改进朗肯土压力
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU476.4;TU432
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-14
• 第一章 绪论14-26
• 1.1 引言14
• 1.2 土压力的研究现状14-23
• 1.2.1 线性土压力理论14-17
• 1.2.2 非线性土压力理论17-19
• 1.2.3 其他土压力理论及计算方法19-23
• 1.3 主要研究内容以及技术路线23-26
• 1.3.1 本文主要研究内容23-24
• 1.3.2 研究的技术路线24-26
• 第二章 有限元数值分析简介26-34
• 2.1 数值分析法26-28
• 2.1.1 有限单元法分析法27
• 2.1.2 ANSYS有限元计算软件简介27-28
• 2.1.3 ANSYS分析类型28
• 2.1.4 ANSYS分析基本过程28
• 2.2 挡土墙土压力有限元数值计算模型28-34
• 2.2.1 挡土墙土压力问题平面应变模型简化28-29
• 2.2.2 有限元几何模型29
• 2.2.3 有限元物理模型29-32
• 2.2.4 有限元分析过程32-34
• 第三章 挡土墙RT变位模式非极限状态下土体位移分析34-44
• 3.1 挡土墙的相对位移区34-35
• 3.2 挡土墙位移对相对位移区的影响35-36
• 3.3 回填土体内摩擦角对相对位移区的影响36-38
• 3.4 回填土体弹性模量对相对位移区的影响38-41
• 3.5 泊松比对相对位移区的影响41-42
• 3.6 本章小结42-44
• 第四章 挡土墙RT变位模式非极限状态下被动土压力分析44-58
• 4.1 挡土墙非极限状态下不同墙体位移比的被动土压力分析44-47
• 4.1.1 不同墙体位移比对被动土压力分布的影响分析44-45
• 4.1.2 不同墙体位移比对被动总土压力的影响分析45-46
• 4.1.3 不同墙体位移比对合力作用点位置的影响分析46-47
• 4.2 挡土墙非极限状态下不同内摩擦角的被动土压力47-50
• 4.2.1 不同内摩擦角对被动土压力分布的影响分析47-48
• 4.2.2 不同内摩擦角对被动总土压力的影响分析48-49
• 4.2.3 不同内摩擦角对合力作用点位置的影响分析49-50
• 4.3 挡土墙非极限状态下不同填体弹性模量的被动土压力50-53
• 4.3.1 不同填土弹性模量对被动土压力分布的影响分析50-52
• 4.3.2 不同填土弹性模量对被动总土压力的影响分析52
• 4.3.3 不同填土弹性模量对合力作用点的影响分析52-53
• 4.4 挡土墙非极限状态下不同填土泊松比的被动土压力53-56
• 4.4.1 不同填土泊松比对被动土压力分布的影响分析53-54
• 4.4.2 不同填土泊松比对被动总土压力的影响分析54-55
• 4.4.3 不同填土泊松比对合力作用点位置的影响分析55-56
• 4.5 本章小结56-58
• 第五章 挡土墙RT变位模式非极限状态下被动土压力公式58-74
• 5.1 RT变位模式非极限状态挡土墙位移对摩擦角的影响58-59
• 5.2 RT位移模式非极限状态挡土墙被动土压力系数及计算公式59-61
• 5.2.1 挡土墙模型基本假定59
• 5.2.2 被动土压力系数与土压力计算公式59-61
• 5.3 公式解与有限元解的对比61-72
• 5.3.1 土压力分布的公式解与有限元解对比62-64
• 5.3.2 土压力系数的公式解与有限元解对比64-67
• 5.3.3 被动总土压力的公式解与有限元解对比67-69
• 5.3.4 土压力合力作用点位置的公式计算解与有限元解对比69-72
• 5.4 本章小结72-74
• 第六章 结论与展望74-76
• 6.1 结论74
• 6.2 展望74-76
• 参考文献76-80
• 致谢80-82
• 攻读学位期间发表的学位论文82

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 鲁瑞林;张永兴;王桂林;胡居义;;山区高填涵顶垂直土压力现场测试及计算研究[J];西部探矿工程;2006年12期

2 李宁波,张吾渝;土压力计算存在的问题[J];青海大学学报(自然科学版);1998年04期

3 冉隆重;对土压力计算方法的几点改进意见[J];西安工程学院学报;2001年01期

4 杨超;刘希亮;王光勇;;硬粘土基坑开挖土压力变化规律分析[J];辽宁工程技术大学学报;2005年06期

5 唐小萍;;粘性土压力计算公式的修正[J];建设科技;2006年18期

6 姜晨光;贺勇;刘波;朱佑国;吴晓峰;;基坑开挖坑壁土压力原位监测与分析[J];岩土工程学报;2006年S1期

7 曾玉莹;郑小战;;考虑位移效应的支护结构土压力计算[J];水运工程;2006年12期

8 赵建平;余闯;陈国兴;宰金珉;;受位移影响的土压力模型在工程实例模拟分析中的应用[J];岩土力学;2006年S1期

9 李兴高;刘维宁;;刚性挡墙上土压力不确定性的计算研究[J];岩土工程学报;2007年03期

10 彭功勋;李承海;;基坑支护结构土压力计算理论探讨[J];广东土木与建筑;2007年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 徐日庆;俞建霖;龚晓南;张吾渝;;基坑开挖中土压力计算方法探讨[A];中国土木工程学会第八届土力学及岩土工程学术会议论文集[C];1999年

2 冯忠居;;沟埋式大型钢筋混凝土蛋型管道土压力的研究[A];第五届全国结构工程学术会议论文集（第三卷）[C];1996年

3 董诚;郑颖人;唐晓松;;渗流条件下基坑水-土压力不同计算方法的比较[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

4 宋明健;杨庆;钟义敏;;基坑真实土压力的影响因素[A];四川省煤田地质局论文集[C];2010年

5 戚继荣;刘祖春;;软土基坑土压力计算的理论分析与探讨[A];江苏省地质学会岩土工程专业委员会论文集[C];2003年

6 张飞;李镜培;;考虑卸载及硬化效应的基坑水土压力计算[A];岩石力学与工程的创新和实践：第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年

7 韩业龙;郑刚;刁钰;聂东清;;考虑非极限状态土压力的水泥土搅拌桩围护结构水平变形计算方法[A];城市地下空间综合开发技术交流会论文集[C];2013年

8 李广信;周顺和;;挡土结构上的土压力与超静孔压力的关系[A];第八届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ卷）[C];1999年

9 姜晨光;贺勇;朱烨昕;姜科;顾持真;;基于引力场的基坑坑壁土压力计算方法与实践[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

10 张正威;崔京浩;;基坑横撑和渗流对墙后土压力的影响[A];第八届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ卷）[C];1999年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 王立明;有支点柔性支护结构主动区土压力和增强机理研究[D];同济大学;2007年

2 李永刚;沟埋式和上埋式涵洞土压力统一计算理论研究[D];太原理工大学;2009年

3 宋飞;考虑侧向变形的各向异性填土土压力计算方法及试验研究[D];清华大学;2009年

4 许锡昌;土压力问题与基坑变形分析[D];中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）;2004年

5 马少俊;动静荷载下挡土墙土压力计算及相关问题研究[D];浙江大学;2012年

6 吴明;深基坑工程若干土力学问题研究[D];浙江大学;2009年

7 姜朋明;转动状态下挡土墙土压力的严密解法及其应用[D];南京理工大学;2008年

8 张宁霞;公路大跨径高填方涵洞工作特性综合研究[D];长安大学;2014年

9 彭社琴;超深基坑支护结构与土相互作用研究[D];成都理工大学;2009年

10 陈页开;挡土墙上土压力的试验研究与数值分析[D];浙江大学;2001年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 石聪;砂土中沉井侧壁摩阻力离心机试验研究[D];西南交通大学;2015年

2 龙飞;成都裂隙性黏土基坑土压力计算方法研究[D];西南交通大学;2015年

3 张衍;非极限土压力作用下双排桩支护结构内力变形分析[D];安徽建筑大学;2015年

4 李苗苗;库仑土压力的力学机制研究及其工程应用[D];长沙理工大学;2014年

5 李伟龙;填土性质与边坡对高填方黄土明洞土压力影响的研究[D];兰州交通大学;2015年

6 柯才桐;挡土墙土压力计算理论研究[D];海南大学;2014年

7 李彦平;嵌入式筒型结构土压力计算及稳定性研究[D];中国海洋大学;2015年

8 王德芳;RT变位模式非极限状态下挡土墙波动土压力研究[D];太原理工大学;2016年

9 何淳健;装配式管型通道土压力和结构内力分析[D];浙江大学;2009年

10 傅洪尧;大直径薄壳圆筒结构筒后土压力的空间计算方法[D];大连理工大学;2005年

  本文关键词：RT变位模式非极限状态下挡土墙波动土压力研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：309036