锚拉式挡土墙土压力空间分布研究

摘要

随着我国经济的发展，国家在基础设施的投资越来越大，高速公路、高速铁路在建项目和规划项目不断增加。在各个地区随着经济的发展，耕地面积不断减少并且地价越来越高，征地和取土越来越困难，这成为高速公路、铁路建设的一个难题。以墙代坡是一种节约征地面积和填土方量的有效方法。
　　 锚拉式挡土墙在这种国家发展背景下诞生，主要包括锚拉重力式挡土墙和锚拉悬臂式挡土墙，它是在传统重力式挡土墙和悬臂式挡土墙的基础上加设锚杆而成。传统重力式挡土墙依靠自身重力维持抗滑稳定性和抗倾覆稳定性，传统的悬臂式挡土墙依靠自身重力和土体施加给挡土墙的压力维持自身的稳定性。锚拉式挡土墙通过锚杆与路基之间的摩擦力提供给挡土墙额外的拉力，使得锚拉式挡土墙有更高的稳定性和更高的最大设计高度。从而更能适应现在高路基情况下对减少征地面积与土石方量的要求。
　　 本文在青临高速锚拉重力式挡土墙现场试验墙上安装检测仪器，对其进行了从路基施工初期到结束的全程监测，包括挡土墙基底土压力、挡土墙墙背土压力、锚杆轴力，以此研究锚拉重力式挡土墙土压力随填土高度的变化情况和分布情况。
　　 在室内建立锚拉悬臂式挡土墙模型进行模型试验，在立壁上安装土压力盒监测墙体不同高度处受到的土压力，在锚杆上粘贴应变片监测锚杆的拉力变化，从而找到锚拉悬臂式挡土墙的土压力变化规律。
　　 通过有限元软件建立现场试验和模型试验的有限元模型并进行理论计算，然后对照现场试验、模型试验仪器安装位置进行数据取值，绘制图表与现场试验、模型试验的结果进行对比、分析。
　　 通过现场试验、模型试验、数值模拟三者得到的结果进行规律总结，得到锚拉重力式挡土墙、锚拉悬臂式挡土墙土压力分布规律，然后对所得数据进行公式拟合，从而得到锚拉重力式挡土墙、锚拉悬臂式挡土墙的土压力分布公式。
　　 锚拉式挡土墙从理论上讲，他的结构形式提供给他了更高的稳定性和更高的最大设计高度。在以墙代坡设计理念下锚拉重力式挡土墙有更大的推广空间，因为他是一种新型的挡土墙，传统的土压力设计理论对他不再适应，本文得到的土压力分布公式将对锚拉重力式挡土墙的设计提供理论设计依据，从而更好的推动锚拉式挡土墙在工程中的应用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的背景及意义

1．2 目前国内外研究现状

1．2．1 挡土墙的发展

1．2．2 挡土墙土压力理论的研究

1．2．3 挡土墙现场试验的研究

1．2．4 挡土墙模型试验的研究

1．2．5 挡土墙数值模拟的研究

1．3 本文的主要研究内容

1．4 技术路线

1．5 主要创新点

第二章 锚拉重力式挡土墙结构设计及现场试验研究

2．1 锚拉重力式挡土墙支护机理研究

2．1．1 锚拉重力式挡墙设计思路

2．1．2 锚拉重力式挡土墙设计

2．2 锚拉重力式挡墙现场监测

2．2．1 现场监测目的

2．2．2 现场监测方法及监测仪器

2．2．3 锚拉重力式挡墙现场施工流程

2．2．4 锚拉重力式挡墙现场监测结果分析

2．3 锚拉重力式挡土墙施工建议

2．4 本章小结

第三章 锚拉重力式挡土墙理论计算分析

3．1 锚拉重力式挡墙数值模拟模型建立与材料参数

3．2 锚拉重力式挡墙数据分析

3．2．1 现场试验侧向土压力规律

3．2．2 现场试验数值模拟分析

3．3 土压力空间分布影响效应

3．3．1 空间分布影响系数分析

3．3．2 影响系数计算

3．4 锚拉重力式挡土墙设计建议

3．5 本章小结

第四章 锚拉悬臂式挡土墙模型试验研究

4．1 模型试验设计原理及试验目的

4．2 模型试验设计参数及试验工况

4．3 模型试验流程及监测手段

4．4 模型试验数据分析

4．4．1 侧向土压力变化规律

4．4．2 位移变化规律

4．4．3 锚杆拉力变化规律

4．5 本章小结

第五章 锚拉悬臂式挡土墙理论计算分析

5．1 试验实测值受力特征

5．2 模型试验数值模拟分析

5．3 土压力空间分布影响效应

5．3．1 空间分布影响系数分析

5．3．2 影响系数计算

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

主要科研成果及主要参与科研项目