土压力及挡土墙和锚杆的稳定性分析

摘要

边坡稳定是土木工程中的一个重要问题。挡土墙和锚杆是保持边坡稳定常采用的工程措施，而土压力则是决定挡土墙和锚杆稳定性的一个关键因素。通常，设计人员采用库仑理论或朗肯理论计算静土压力，采用物部理论计算地震土压力。这些理论虽然给出的土压力数值较为准确，但是给出的土压力作用点及分布却与实测结果相差较大。实践证明，挡土墙和锚杆的稳定性不仅取决于土压力大小，还与土压力作用点及分布有关。因此，非常有必要对经典土压力理论进行一定的改进，给出合理的土压力分布和简单实用的合力作用点确定方法，并研究其对挡土墙和锚杆稳定性的影响。
　　本研究主要内容包括：⑴研究了土压力作用点及分布的计算方法：在经典土压力理论的基础上，根据墙后滑裂土体的力矩平衡提出了静土压力及地震土压力作用点的确定方法，给出了土压力沿高度的非线性分布公式。在确定地震土压力及其合力作用点时，还考虑了土体地震放大效应。对比了改进方法和经典土压力理论及试验结果的异同，并绘制了可供工程设计人员使用的计算图表。结果表明：改进方法与现有的试验结果相当一致。⑵研究了土压力非线性分布对挡土墙稳定性的影响：考虑了挡土墙体与墙后土体的地震加速度沿高度线性分布，改进了重力式挡土墙的抗滑和抗倾覆稳定安全系数的计算公式，编制了地震作用下挡土墙稳定性验算程序，并对比了改进方法和现有方法计算结果的异同。结果表明：土压力线性分布高估了挡土墙的抗倾覆稳定性，特别是在地震作用下，在设计上是偏于危险的。⑶研究了土压力非线性分布对多层锚杆内部稳定性的影响：探讨了地震作用下多层土锚杆总长度的计算方法，得出了地震作用下土压力在锚杆上的分布规律，编制了地震作用下多层锚杆的计算程序，并对比了改进方法和现有方法计算结果的异同。结果表明：土压力线性分布明显低估了中间锚杆的受力而高估了底部锚杆的受力，特别是在地震作用下，在设计上是偏于危险的。

目录

土压力及挡土墙和锚杆的稳定性分析

EARTH PRESSURE AND STABILITY ANALYSIS OF RETAINING WALLS AND ANCHORS

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 土压力的研究现状

1.3 挡土墙的研究现状

1.4 锚杆支挡的研究现状

1.5 目前存在的问题及本文的研究内容

1.6 小结

第2章 土压力分析

2.1 经典土压力理论

2.2 静土压力理论的改进

2.3 地震土压力理论的改进

2.4 小结

第3章 土压力非线性分布对挡土墙稳定性的影响

3.1 作用在挡土墙上的荷载

3.2 挡土墙的稳定性验算

3.3 算例分析

3.4 小结

第4章 土压力非线性分布对锚杆内部稳定性的影响

4.1土压力的计算

4.2锚杆内力计算

4.3 锚杆设计

4.4 算例分析

4.5 小结

结论及展望

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢