台阶式格栅加筋挡墙三维数值分析

摘要

对于加筋土挡墙的研究，三维分析能够更真实地反映加筋面板、土工格栅和填土的空间工作性状，分析模型与实际墙体更接近。本文结合广东省交通厅2003年科技项目“山区高填方公路加筋土陡坡及环境保护技术研究”课题，以现场试验段和室内模型试验为基础，建立三维有限元模型，模拟挡墙施工过程，探讨运用层板理论分析台阶式格栅加筋土挡墙的工作机理和力学特性，并通过有限元数值计算与试验结果比较，分析加筋土挡墙的变形和受力状态。论文得出主要结论如下： 1、通过比较模型试验实测数据与有限元计算加筋土挡墙的变形与位移，可知加筋土挡墙总体上呈现“鼓肚”变形特征，最大墙面变形在中间台阶偏下的位置；两者结果基本一致。 2、台阶式格栅加筋土挡墙水平土压力在挡墙前侧数值较小，呈锯齿形状分布，在挡墙后侧数值较大；竖向土压力与水平土压力变化趋势接近，其大小接近自重应力，但在每阶台阶加筋体的后方土压力都会发生一定突变；加筋和台阶的卸载作用对土压力分布的影响在挡墙前沿较为明显；加筋墙基础的位移对加筋墙体的力学特性有非常重要的影响，不同的基础位移尽管不会过大的影响侧向土压力，但会导致结构内部应力的重分配。 3、水平地基应力沿筋带纵向呈“V”形分布，在面板后侧比较大，随着向加筋体内部延伸，水平地基应力首先减小到最小值，然后变大；竖向地基应力先减小到最小值，然后变大；数值计算与试验结果基本一致。 4、采用逐步增大外部荷载法研究加筋土挡墙塑性区的发展及贯通过程，获得数值分析的贯通塑性区与实测筋带拉力分布得出的潜在破裂面基本一致。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1加筋土结构的概念与特征

1.2国内外加筋土挡墙的研究现状及发展动态

1.2.1加筋土挡墙的发展

1.2.2加筋土挡墙的试验研究

1.2.3加筋土挡墙的理论研究

1.3加筋土挡墙设计方法简介

1.4论文的主要研究内容

1.4.1当前研究中存在的主要问题

1.4.2论文研究的目的、意义和方法

1.4.3论文的主要研究内容

第二章加筋土基本理论与计算方法

2.1引言

2.2加筋土的基本原理

2.2.1摩擦加筋原理

2.2.2准粘聚力原理

2.2.3其他理论假定

2.3加筋土挡墙计算方法

2.3.1内部稳定性分析方法

2.3.2外部稳定性分析方法

2.4小结本章

第三章理论分析

3.1引言

3.2层板理论概述

3.2.1单块板分析

3.2.2层板分析

3.3有限元分析方法

3.3.1土体单元

3.3.2格栅单元

3.3.3面板单元

3.3.4接触单元

3.4台阶式格栅加筋土挡墙分析

第四章台阶式格栅加筋土挡墙三维数值分析

4.1引言

4.2计算模型

4.3网格划分

4.4计算参数确定

4.4.1材料参数

4.4.2外部荷载加载曲线

4.5结果分析

4.5.1挡墙变形分析

4.5.2挡墙基地应力和基应力分析

4.5.3挡墙塑性分析

4.6小结

第五章结论

5.1结论

5.2存在的问题与建议

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果