h型支挡结构性状分析

论文摘要

h型支挡结构作为较新式支挡结构,在工程实践中越来越广泛应用。本文以福建省宁德市某一边坡工程为研究对象,利用PLAXIS有限元软件对h型支挡结构进行数值模拟,采用Hardening-soil本构模型反映土体的加卸载性质,利用接触面单元模拟桩土作用。本文建立基本计算模型,分析h型支挡结构工作性状,研究在各种因素不同计算参数下的性状变化及潜在破坏模式。首先,对PLAXIS软件和有限元计算方法进行基本介绍,分析有限元相关材料单元的基本特性,根据不同本构模型的优缺点比较,决定采用硬化土本构模型并展开相关模型介绍,对强度折减法原理进行详细阐述。其次,建立基本计算模型,分析前后桩受力和变形特征,为了进一步揭示了h型支挡结构的工作机理,分别建立双排单桩和门架式支挡结构的数值模型,与h型支挡结构的受力和变形性能进行对比分析,更深入总结h型支挡结构性状特征。再次,展开各影响因素下h型支挡结构的性状分析,分别建立桩径、桩排距、嵌固深度、连系梁刚度、连系梁倾角、铰接体系、粘聚力、内摩擦角和压缩模量等各因素不同计算参数模型。根据分析结果,提出最优桩径、桩排距、连系梁尺寸及嵌固深度等,为优化h型支挡结构设计提供参考意见。然后,利用Phi-c程序进行h型支挡结构破坏机理分析,研究桩径、桩排距、嵌固深度、连系梁刚度、连系梁倾角、铰接体系、抗剪强度、压缩模量等各因素不同计算参数的可能滑移面,分析边坡潜在破坏模式。同时分析各因素计算参数与坡体稳定性关系。之后,进行工程实例分析,了解场区岩土地层特性和周围环境情况的基础上,对有限元数值模型进行合理概化。利用监测成果验证h型支挡结构实际支挡效果,同时与有限元模拟结果对比,验证有限元模型及参数的合理性。最后,总结本文所研究的主要内容以及取得的研究成果,同时,对今后进一步研究工作提出一些建议。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题研究目的与意义
• 1.4 技术路线与研究内容
• 1.4.1 研究思路与技术路线
• 1.4.2 研究内容
• 第二章 PLAXIS有限元方法与原理
• 2.1 PLAXIS有限元软件简介
• 2.2 PLAXIS有限元材料单元
• 2.2.1 板单元
• 2.2.2 转动弹簧
• 2.2.3 接触面单元
• 2.3 土体本构模型
• 2.3.1 Hardening-soil模型简介
• 2.3.2 剪切屈服面
• 2.3.3 流动规则与塑性势函数
• 2.3.4 盖帽屈服面
• 2.3.5 模型参数
• 2.4 强度折减法原理
• 2.5 本章小结
• 第三章 h型支挡结构与双排单桩和门架式对比分析
• 3.1 模型建立和参数选取
• 3.1.1 基本模型
• 3.1.2 模型参数
• 3.2 受力与变形分析
• 3.3 h型支挡结构与双排单桩及门架式机理对比
• 3.3.1 h型支挡结构与双排单桩对比分析
• 3.3.2 h型支挡结构与门架式对比分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 h型支挡结构性状分析
• 4.1 有限元模型与材料参数
• 4.2 桩体设计参数
• 4.2.1 桩径对性状的影响分析
• 4.2.2 桩排距对性状的影响分析
• 4.2.3 嵌固深度对性状的影响分析
• 4.2.4 连系梁刚度对性状的影响分析
• 4.2.5 连系梁倾角对性状的影响分析
• 4.2.6 铰接体系对性状的影响分析
• 4.3 土体设计参数
• 4.3.1 表层土粘聚力对性状的影响分析
• 4.3.2 表层土内摩擦角对性状的影响分析
• 4.3.3 上下土层压缩模量对性状的影响分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 h型支挡结构破坏机理分析
• 5.1 边坡的破坏模式
• 5.2 桩径对滑移面的影响
• 5.3 桩排距对滑移面的影响
• 5.4 嵌固深度对滑移面的影响
• 5.4.1 前桩嵌固深度
• 5.4.2 后桩嵌固深度
• 5.5 连系梁刚度对滑移面的影响
• 5.6 连系梁倾角对滑移面的影响
• 5.7 铰接体系对滑移面的影响
• 5.8 土体参数对滑移面的影响
• 5.8.1 表层土粘聚力
• 5.8.2 表层土内摩擦角
• 5.8.3 上下土层压缩模量
• 5.9 本章小结
• 第六章 工程实例分析
• 6.1 场区工程概况
• 6.2 场地岩土层特性
• 6.3 支挡结构设计
• 6.3.1 方案选定
• 6.3.2 结构设计
• 6.4 监测成果及分析
• 6.5 数值对比分析
• 6.5.1 模型建立
• 6.5.2 对比分析
• 6.6 本章小节
• 结论与建议
• 结论
• 建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历