加筋陡坡的数值分析与试验研究

论文题目: 加筋陡坡的数值分析与试验研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 水工结构工程

作者: 汪承志

导师: 何光春,王多垠

关键词: 加筋土,加筋陡坡,复合介质理论,有限元

文献来源: 重庆交通学院

发表年度: 2005

论文摘要: 本文结合《山区公路高填方加筋陡坡及环境保护技术研究》课题,依据现场试验和室内足尺试验,应用复合介质理论对加筋陡坡进行了非线性有限元分析,通过大量的计算、分析,并与模型试验与现场试验进行比较,得出以下初步结论。1、本文提出应用复合介质理论下的加筋陡坡有限元计算模型,并编制了完整的等参单元非线性分析程序。通过将有限元计算的结果与现场试验、模型试验测试的数据比较表明,有限元计算中的各种假定及计算理论是可行的,数值运算结果是正确的。同时,针对阶梯式加筋挡墙结构存在的问题,文中提出了在基于复合介质理论下简化计算模型,比较有限元计算结果、现场测试数据、模型测试结果和简化计算公式计算的结果,表明简化计算公式可以反映出筋带拉力在墙体中的实际分布情况,具有一定的工程适用性。2、通过对加筋结构的分析计算表明,加筋土挡墙的实际工作状况是非常复杂的,在内部稳定性方面,每层筋带拉力分布不均匀,其峰值及位置因基础的支承条件而异;在外部稳定性上,当墙比较矮时(小于6m),加筋土挡墙基底应力接近于均匀分布,当墙比较高时(小于8m)加筋土挡墙基底应力接近于倒S形分布,墙体沿墙趾倾覆的可能性基本上不可能,传统的设计计算方法作了过多的简化和假定,得出的结果与实际情况差异较大,应用有相当大的局限性。3、阶梯式加筋结构的筋带最大拉力在墙后的分布式类似对数螺旋曲线,其于基础的交点不在基础脚趾,而是在墙后约1.0m的位置。4、对于阶梯式加筋土挡墙和直立式加筋墙,文中计算发现,阶梯式加筋墙在适应变形能力和承受荷载方面具有一定的优势,其中阶梯式的台阶宽度对整个结构的影响相当大,而现行的规范规定加筋土计算理论0.3H法在阶梯式加筋墙中有较大的出入,计算结果存在风险较大。5、加筋土结构的塑性区的发展不是直线发展的,其发展是首先在挡墙中部筋土复合单元中出现局部点进入塑性区,随着荷载的加大,筋土复合单元在沿筋带方向上出现贯通的塑性区,这时挡墙的塑性区开始向上下发展,在穿越筋土复合单元间的土层时,土层并没有出现沿筋带方向的塑性区,而是直接向上或向下发展,因此可以认为,判断加筋结构是否失稳,首先需要判断筋土复合单元中塑性带是否形成,只要筋土复合单元未形成集中的塑性区,即使筋土复合单元间的土体塑性贯通,加筋结构也不会失稳定。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 加筋土结构的特点

1.2 加筋土的应用和发展

1.3 加筋土的基本原理

1.4 本文研究的主要目的和内容

第二章 岩土结构有限元分析的基本概念

2.1 等参单元静力分析中的基本概念

2.2 总体平衡方程、结点荷载及单元应力计算

第三章 复合理论与加筋陡坡有限元分析

3.1 复合理论基本概念

3.2 自洽方法

3.3 应变相容

3.4 筋土复合单元弹性模量

3.5 考虑方向变化时的等效弹性矩阵

3.6 筋带蠕变探讨

3.7 筋土复合单元的破坏模式

3.8 土体邓肯-张(E-B)双曲线模型

3.9 土体的弹塑性本构模型及应力修正

3.10 非线性有限元方程的求解

3.11 与满足弹塑性条件的应力场静力等效的结点力求解

3.12 弹塑性有限元程序简介

3.13 计算算例

第四章 加筋陡坡的现场试验和模型试验

4.1 概述

4.2 现场试验

4.3 模型试验

第五章 计算结果分析与讨论

5.1 数值分析与模型试验

5.2 对比分析初步结论

5.3 加筋土的简化计算

5.4 计算实例

5.5 各种计算结果分析

第六章 结论与问题

6.1 结论

6.2 存在问题与讨论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文及参与科研情况

发布时间: 2008-04-18

参考文献

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