考虑土拱效应的挡墙土压力理论研究

摘要

传统的挡土墙土压力计算方法提供了可靠的土压力合力值，但是并未能够给出准确的土压力作用点。库仑土压力理论根据极限平衡理论求解，未能给出土压力分布，郎肯土压力理论的土压力分布为线性分布。众多研究成果以表明挡土墙土压力分布曲线与挡墙位移模式相关。平移模式是刚性挡土墙最常见的位移模式，库仑土压力理论、郎肯土压力理论都是平移模式下的挡墙土压力计算理论。本文以平移模式下的刚性挡土墙为研究对象，考虑墙后填土的土拱效应，结合水平层分析法求解主动、被动土压力。本文的研究工作如下:
　　(1)本文通过对墙后填土应力状态的分析，解释了墙后土体在主动及被动状态下的主应力偏转，反映了墙土接触面摩擦力对墙后填土应力状态的影响。本文对悬链线形、圆弧形及抛物线形三种土拱形状进行对比分析，并建立了本文采用的抛物线形土拱的曲线方程。
　　(2)本文对刚性挡土墙在平移模式下的主动土压力进行计算分析。考虑土拱效应的影响，假设土拱形状为抛物线形，推导得出主动侧土压力系数的表达式，结合水平层分析法建立水平层单元土体的静立平衡方程，求得挡土墙土压力分布、土压力合力及其作用点的计算公式。并将计算结果与Paik解、Coulomb解及模型试验数据进行比较分析，验证本文解的合理性。
　　(3)本文对刚性挡土墙在平移模式下的被动土压力进行计算分析。考虑土拱效应的影响，分别假设土拱形状为抛物线形和圆弧形，并分别推导得出被动侧土压力系数的表达式，结合水平层分析法建立水平层单元土体的静立平衡方程，求得挡土墙土压力分布、土压力合力及其作用点的计算公式。并对计算结果进行参数分析，论证本文解的合理性。

目录

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致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 挡土墙土压力国内外研究现状

1．2．1 理论研究与计算方法

1．2．2 试验研究

1．2．3 数值模拟研究

1．3 本文主要研究内容

第2章 挡墙土拱效应分析

2．1 引言

2．2 主应力旋转

2．2．1 应力分析模型

2．2．2 滑移面假定

2．2．3 主应力旋转

2．2．4 墙后土体应力状态分析

2．3 拱迹线分析

2．3．1 悬链线形土拱

2．3．2 圆弧形土拱

2．3．3 抛物线形土拱

2．3．4 不同形状土拱比较分析

2．4 本章小结

第3章 挡土墙平移模式主动土压力

3．1 引言

3．2 计算模型的建立

3．2．1 基本假定

3．2．2 水平层分析法计算模型及参数

3．2．3 墙后土体应力状态分析

3．2．4 主动侧压力系数

3．2．5 墙后主动土压力

3．3 参数分析

3．3．1 主动侧土压力系数

3．3．2 主动土压力强度分布

3．3．3 主动土压力及其作用点高度

3．3．4 实例对比分析

3．4 本章小结

第4章 挡土墙平移模式被动土压力

4．1 引言

4．2 分析模型的建立

4．2．1 基本假定

4．2．2 水平层分析法计算模型及参数

4．2．3 墙后土体应力状态分析

4．2．4 被动侧土压力系数

4．2．5 墙后被动土压力

4．3 参数分析

4．3．1 墙后土体应力状态

4．3．2 被动侧土压力系数

4．3．3 被动土压力强度及分布

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 本文主要结论

5．2 进一步研究工作

参考文献

作者简历