重力式挡墙大型振动台模型试验与基于性能的抗震设计方法研究

论文摘要

重力式挡墙是岩土工程中的重要构造物,开展大型振动台模型试验及基于性能的抗震设计方法研究,能进一步揭示重力式挡墙在地震作用下的破坏机理和规律,完善抗震设计理论及方法,提高抗震水平和能力,对抗震设计规范的发展具有重要意义。为此,本文主要完成了如下工作：1.依据烈度、结构形式、破坏类型、场地条件、砌筑方式、线路走向与断裂带关系对汶川地震支挡结构震害进行了归类与分析,总结了上述因素对震害分布的影响规律,从震害调查分析的角度为抗震规范的修编提供了支撑。2.阐述了中国、欧洲、日本、新西兰4国抗震规范中地震土压力的计算流程,结合挡墙实例对比研究了各国地震土压力计算思想的差异性,总结了我国规范地震土压力计算与其他国家的差异,对现行抗震规范地震土压力的计算方法提出了改进建议。3.详细介绍了重力式挡墙大型振动台模型试验的设计、实施及主要试验结果,总结了墙体位移及土压力的变化规律,对比研究了4国抗震规范计算与实测土压力的差距,系统考察了不同地基条件下挡墙抗震性能的差异性。最后,对现行抗震规范的相关设计标准进行了外延,为现行抗震规范的修编提出了合理性建议。4.以支挡结构震害调查分析及大型振动台模型试验为支撑,构建了重力式挡墙基于性能的抗震设计方法,首次将分级设防理念引入挡墙的抗震设计中,实现了路基支挡构造物由基于力法的抗震设计向基于性能抗震设计的转变。经与现行抗震规范对比,显示了基于性能抗震设计的优越性,最终形成了重力式挡墙基于性能抗震设计的规范化流程,提高了性能设计在工程应用中的可行性。5.凝练全文主要研究结论,从现行抗震技术框架的扩展与更新角度出发,讨论了挡墙抗震设计的关键技术问题,填补了现行抗震规范的空白领域,提出了抗震设计规范的修编建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状及趋势
• 1.2.1 理论研究
• 1.2.2 试验研究
• 1.2.3 小结
• 1.3 本文的主要研究工作及技术路线
• 第2章 汶川地震支挡结构震害调查及分析
• 2.1震害调查概况
• 2.2 震害分类研究
• 2.2.1 按烈度划分震害
• 2.2.2 按结构形式划分震害
• 2.2.3 按破坏类型划分震害
• 2.2.4 按场地条件划分震害
• 2.2.5 按砌筑方式划分震害
• 2.2.6 按线路走向与断裂带夹角划分震害
• 2.3 本章小结
• 第3章 四国抗震规范地震土压力设计方法对比研究
• 3.1 引言
• 3.2 四国抗震规范地震土压力设计思路
• 3.2.1 中国规范
• 3.2.2 欧洲规范
• 3.2.3 日本规范
• 3.2.4 新西兰规范
• 3.3 四国抗震规范地震土压力计算思路比较
• 3.4 挡墙地震土压力计算实例
• 3.4.1 各国规范地震土压力计算值比较
• 3.4.2 地震作用综合修正系数对地震土压力的影响
• 3.5 四国规范地震土压力计算方法异同点
• 3.6 我国规范地震土压力计算方法改进建议
• 3.7 本章小结
• 第4章 重力式挡墙大型振动台模型试验
• 4.1 引言
• 4.2 试验设计
• 4.2.1 相似关系设计
• 4.2.2 挡墙模型设计
• 4.2.3 模型箱设计
• 4.2.4 传感器布置
• 4.2.5 试验加载工况
• 4.3 试验实施
• 4.3.1 振动台概况
• 4.3.2 数据采集系统概况
• 4.3.3 试验流程
• 4.4 试验数据分析
• 4.4.1 墙体位移
• 4.4.2 墙背土压力
• 4.4.3 实测土压力与四国抗震规范计算值的对比研究
• 4.5 本章小结
• 第5章 重力式挡墙基于性能的抗震设计方法研究
• 5.1 引言
• 5.2 基于性能抗震设计的发展概况
• 5.3 重力式挡墙基于性能的抗震设计
• 5.3.1 重力式挡墙基于性能抗震设计研究的必要性
• 5.3.2 重力式挡墙基于性能抗震设计框架
• 5.3.3 重力式挡墙基于性能抗震设计流程
• 5.4 重力式挡墙性能设计量化指标——位移指数
• 5.4.1 基于位移的抗震设计概况
• 5.4.2 位移指数定量化
• 5.5 重力式挡墙地震位移计算方法研究
• 5.5.1 位移计算模型
• 5.5.2 滑移位移计算经验公式
• 5.5.3 滑移位移经验公式计算值与振动台模型试验值比较
• 5.6 重力式挡墙基于性能的抗震设计算例
• 5.6.1 基于现行规范的抗震设计
• 5.6.2 基于性能的抗震设计
• 5.6.3 基于性能的抗震设计规范化研究
• 5.6 本章小结
• 第6章 我国现行抗震设计规范的修编建议
• 6.1 引言
• 6.2 现行抗震规范修编建议
• 6.2.1 现行抗震技术框架的扩展
• 6.2.2 现行抗震技术框架的更新
• 6.3 本章小结
• 结论与展望
• 本文主要研究结论
• 未来工作的建议及展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文