不同位移模式下土拱效应及土压力分布规律研究

发布时间：2020-04-05 02:17

【摘要】：随着我国交通基础设施建设重心逐渐向中西部偏移,高填方路堤、高陡边坡、软弱地基等特殊路段越来越多,如何有效保障路基边坡稳定性或控制地基沉降为工程界关注的热点问题。在诸多可选方案中,抗滑桩、挡土墙、复合地基等技术被大量应用,并取得了较好的应用效果。尽管如此,许多研究者通过现场试验、模型试验和理论分析发现无论对于支护结构还是复合地基,由于土与结构之间不可避免会产生不均匀变形,均普遍存在土拱效应,造成土-结构发生应力重分布,引起结构呈现较为明显的应力集中现象。然而,目前关于该现象的研究尚处于初步讨论阶段,有关其理论体系还远远不能满足工程实践,因此,工程设计中均未能合理考虑土拱效应的影响。基于此研究背景,为深入明确竖向及水平土拱效应的关键影响因素、土-结构荷载分担效应的变化规律,以改进相关设计计算方法,本文采用了室内竖向及侧向活动门试验的方法,考虑活动门宽度、不均匀位移量及位移模式的影响,探究了土拱效应的动态演化规律及土-结构荷载分担效应,提出如下主要结论:1、竖向土拱效应活动门试验中,活动门产生主动位移后,挡板上的土压力增加,而活动板上的土压力因为土拱效应的作用减小。且当活动门位移量增加时,挡板上的土压力不断增大而活动门上方的土压力则不断减小;活动门产生被动位移后,挡板上的土压力减小,而活动板上的土压力因为土拱效应的作用增加。且当活动门位移量的增加时,挡板上的土压力不断减小而活动门上方的土压力则不断增大。2、当活动门发生主动位移时,活动板上的砂土土压力稳定时的临界位移量δ1=(0.03～0.04)w,挡板上的砂土土压力稳定时的临界位移量δ2=(0.15～0.2)w。当活动门发生被动位移时,活动板上的砂土土压力稳定时的临界位移量δ1=(0.05-0.4)w,挡板上的砂土土压力稳定时的临界位移量δ2=(0.02～0.1)w。3、对于侧向土拱效应活动门试验,活动门产生主动位移时,侧向土压力均表现为活动板前的土压力大幅度减小,且当主动位移量增大时,墙背侧向土压力呈现不断减小的趋势。活动板产生被动位移时,侧向土压力均表现为活动板前的土压力大幅度增加,且当主动位移量增大时,墙背侧向土压力呈现不断增大的趋势。4、不同主动、被动位移模式下,当活动门宽度一定时,随着桩宽比B/w的增大,桩土荷载分担比逐渐变小,土体自身承担荷载的能力被充分调动,土拱效应越来越明显,不同活动门宽度条件下变化规律一致。提出了任意位移模式不同活动门宽度下墙被水平土压力合力及任意高度处的墙被水平土压力的计算公式:(?)。
【图文】：

分布情况,试验装置,土拱效应,活动板

及砂土顶部位移随活动门位移的分布情况和变化规律。逡逑２．２．２试验装置设计逡逑木试验设计的模型筘尺、ｊ？为３．０ｍＸ0．５ｍＸ0．８ｍ，试验装置如图２．１所示，逡逑活动门由四块可组装的活动板组成，每块活动板的宽度为ｌ0ｃｍ。逡逑曹逦ｎ逦，逦ｒ￣ｉ逦—｜逡逑ＬＭＪ逡逑１１逡逑

活动门,土拱效应

山东大学硕士学位论文逡逑ｍＫｍ邋Ｉ邋４逡逑图２．２竖向土拱效应试验装置图逡逑ＮＨＨＫ逦“邋ＨＢ逡逑ｉｙｎ，，逡逑图２．３底部活动门图逡逑２．２．３试验工况设计逡逑选择干燥的砂土作为填筑材料，基于试验的目的，控制变量为活动门的宽逡逑度、位移模式和位移量。试验方案见表２－１所示：逡逑表２－１竖向土拱效应试验工况逡逑逦（ｃｍ邋）逦（ｃｍ邋）逦（邋ｍｍ邋）邋逡逑１逦１０逦
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U416.1

【参考文献】