基于改进邓肯—张模型的土工格栅加筋挡土墙数值分析研究

论文摘要

土工格栅加筋挡土墙因其地基处理简单、适应性强、造型美观及良好的经济效益等优点使其在岩土工程中应用范围极广，主要涉及到公路、铁路、建筑、水利等领域，理论方面主要是针对工作性能的研究，包括强度、变形和稳定性三个方面，尽管对其的研究很多，但仍存在一些问题尚未得到合理地解决。本文借鉴于以往学者在此领域的研究和试验上，运用ANSYS有限元分析软件的二次开发语言APDL及宏命令建立了改进Duncan-Chang模型并对加筋挡土墙进行相关的数值分析，通过计算结果的探讨，总结出一些实用性的的结论，对加筋挡土墙的理论研究和实际工程有指导和借鉴的作用。本文具体完成的工作如下:（1）总结了加筋技术及加筋挡土墙的国内外发展现状及应用概况，并归纳了加筋挡土墙的当前设计理论与破坏形态以及今后发展的方向；（2）对土工合成材料作了大体介绍并着重说明了格栅的特性及其实用性，探讨了格栅与土之间的作用机理及其现代研究的若干新观点；（3）介绍了有限元软件ANSYS的组成、特点及功能，并采用ANSYS二次开发语言APDL及宏命令建立了改进Duncan-Chang模型，进而实现了非线性筋土分离式加筋挡墙计算模型的编程，此外文中还分析探讨了有限元计算中问题的处理方法，为了验证了计算模型分析的合理性与有效性，通过列举RMC试验墙，将计算结果与实测结果进行对比分析，相差的精度符合要求，也类似的工程提供实例验证；（4）根据上述模型得出的结果，着重分析了影响其工作特性的相关参数和因素，例如：面板的刚度、格栅的长度和间距等，通过变换此参数总结了一些实用性的结论；（5）通过工程实例的分析探讨，分析了基于改进邓肯-张模型的未考虑施工过程与考虑施工过程中加筋挡土墙的位移变形及大小主应力的变化情况，对比发现考虑施工过程的结果更符合实际标准。综上所述，本文力求在对邓肯-张模型改进前提下进行加筋挡墙的数值研究与探讨，其得出的结论也为今后加筋挡墙的设计方面与应用的开拓奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 加筋土技术在挡墙中的应用
• 1.3 加筋挡土墙的设计理论与破坏形态
• 1.4 本文的研究思路、主要内容及其意义
• 第2章 土工格栅的工程特性及加筋机理
• 2.1 概述
• 2.2 土工格栅的基本性质
• 2.3 土工格栅加筋机理研究
• 2.4 本章小结
• 第3章 土工格栅加筋挡土墙的有限元数值模拟
• 3.1 ANSYS概述
• 3.2 土工格栅加筋挡土墙的数值模拟
• 3.3 算例分析
• 3.4 小结
• 第4章 土工格栅加筋挡土墙有限元分析实例
• 4.1 计算模型与参数选取
• 4.2 网格划分
• 4.3 计算结果与分析
• 4.4 小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢
• 附录一 改进邓肯-张模型的宏命令流
• 附录二 工程实例部分程序