双面加筋挡土墙的试验研究及数值模拟分析

论文题目: 双面加筋挡土墙的试验研究及数值模拟分析

论文类型: 博士论文

论文专业: 结构工程

作者: 苏骏

导师: 蒋沧如,余天庆

关键词: 双面加筋挡土墙,拉筋,模型试验,原型观测,防腐蚀,土压力,路堤沉降,有限元,墙面位移,软弱地基

文献来源: 武汉理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 双面加筋挡土墙是一种新型支挡结构物,由同层高的两侧面板用一根或多根拉筋相互连接,并在两侧面板间分层填土而成,具有成本低、材料耗费少、少占耕地、构件轻,面板可由人工安装,填土可采用机械压实等特点,在人工填土边坡受限制地段和城市郊区铁路、高等级公路及城市道路方面具有明显的优势,具有广阔的应用前景。论文结合湖北省交通厅科技项目“双面直立互锚式高路堤公路新结构理论及计算机仿真研究”(批准号:鄂交科教[2003]570号)而开展研究。 通过模型试验测试分析,给出了墙背土压力及拉筋拉应变的分布规律及设计和有关计算所需的参数,得出了挡土墙土压力分布不同于经典土压力理论。在模型试验的基础上,一段总墙高为9.6米、长度为80米的双面加筋挡土墙首次应用于远(安)当(阳)国防公路扩建工程中,并对该挡土墙的变形和受力进行了现场原型观测,观测内容主要包括拉筋拉力、墙背面板的土压力、基底压力及墙体的水平位移等。观测结果表明,侧向土压力均随填土高度的增大而增大,并呈非线性分布,属于柔性结构的双面加筋挡土墙的变形受到墙后拉筋的限制,随着填土高度的增加,引起墙面位移的土压力与拉筋的抗拔阻力处于动态平衡中;由拉筋拉力换算的土压力和压力盒量测的土压力沿墙高的变化趋势一致,大多数实测土压力均介于静止和主动土压力之间;各层拉筋拉力随填土高度的增加而增大,不同高度处的拉筋拉力分布有所差异;分析表明,该挡土墙的受力和变形完全满足结构的强度、稳定和安全的要求。 由于对拉钢筋处于土石混合填料、水等较复杂的环境中,因此,解决对拉钢筋的防腐问题成为该结构能否推广应用的关键。通过对比试验和参考相关资料提出了以环氧树脂为主的防腐涂料,给出了涂料的最佳配方比,探讨了不同配方涂层的耐酸性、耐碱性以及耐盐性;通过MTS—810疲劳试验机测试不同配方涂层钢筋经加速腐蚀后的抗拉强度的变化;根据涂层的经济性、附着力、柔韧性、耐蚀性、应用性和力学性能等性能分析,提出一种适用于对拉钢筋的表面防腐的涂层配力,并制定出钢筋表面防腐处理工艺流程及注意事项。

论文目录:

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目录

第1章 绪论

1.1 论文的选题、研究目的和意义

1.2 加筋土支挡结构的研究现状

1.2.1 加筋土支挡结构概述

1.2.2 加筋土支挡结构的研究方法

1.2.3 加筋土支挡结构的原型试验研究现状

1.2.4 加筋土强度机理的研究

1.2.5 加筋土结构设计理论的研究

1.3 双面加筋挡土墙结构特点

1.4 加筋土结构数值分析的研究现状

1.5 本论文主要研究工作

第2章 模型试验及相关参数测试

2.1 双面加筋挡土墙模型试验设计

2.2 有关计算参数的测试

2.3 模型路堤的砌筑

2.4 模型试验的测试项目

2.5 试验结果分析

2.5.1 墙背土压力的分布特点

2.5.2 拉筋拉力的分布特点

2.6 本章小结

第3章 双面加筋挡土墙的原型试验研究

3.1 工程概况

3.2 测试元件布置及监测要点

3.3 A断面测试结果分析

3.3.1 拉筋拉力的分布特点

3.3.2 压力盒量测的墙背土压力

3.3.3 基底、地基压力分析

3.3.4 竖向土压力分布

3.4 B断面测试结果分析

3.4.1 拉筋拉力的分布特点

3.4.2 压力盒量测的墙背土压力

3.4.3 竖向土压力分布

3.5 双面加筋挡土墙的荷载试验

3.6 预埋拉筋拉拔试验及分析

3.7 本章小结

第4章 双面加筋挡土墙常规计算

4.1 概述

4.2 内部稳定性计算

4.2.1 拉筋拉力计算

4.2.2 破裂面的确定

4.3 外部稳定性计算

4.3.1 基础底面地基承载力计算

4.3.2 滑移稳定计算

4.3.3 倾覆稳定计算

4.3.4 整体稳定计算

4.4 计算结果

4.5 本章小结

第5章 双面加筋挡土墙对拉钢筋耐久性试验研究

5.1 概述

5.2 涂层的实验室试验

5.2.1 涂膜的质量要求

5.2.2 涂料配方

5.2.3 样品的制备

5.2.4 通用的检验方法

5.3 实验结果与分析

5.4 防腐蚀涂装工艺研究

5.4.1 钢筋酸洗除锈处理

5.4.2 酸洗工艺

5.4.3 涂装工艺注意事项

5.5 本章小结

第6章 双面加筋挡土墙的有限元分析

6.1 有限元法概述

6.2 有限元分析的力学模式

6.3 有限元计算原理

6.3.1 土体单元

6.3.2 拉筋单元

6.3.3 计算结构及材料参数

6.4 有限元计算结果分析

6.5 双面加筋挡土墙有限元的优化分析

6.5.1 土质有效强度指标的影响

6.5.2 地基土压缩模量的影响

6.5.3 填料有效强度指标的影响

6.5.4 填料压缩模量的影响

6.6 双面加筋挡土墙三维有限元分析

6.7 本章小结

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

攻读学位期间的科研和论文

致谢

发布时间: 2006-06-28

参考文献

• [1].土工格栅流变特性及格栅加筋挡土墙长期工作性能研究[D]. 肖成志.大连理工大学2006
• [2].加筋挡土墙关键技术研究[D]. 贺会团.南京水利科学研究院2007
• [3].格宾加筋挡土墙动力特性试验研究及数值分析[D]. 李昀.中南大学2010
• [4].加筋挡土墙的地震作用及动力稳定性分析[D]. 贾亮.兰州理工大学2011

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• [3].黄土地区高填方加筋土路堤变形与稳定性研究[D]. 谢婉丽.西北大学2004
• [4].加筋高陡路堤稳定性及其涵管受力特性研究[D]. 魏红卫.湖南大学2005
• [5].加筋路堤变形特性和剪切屈服区分析[D]. 喻泽红.湖南大学2005
• [6].深基坑开挖与支护的模型试验与ANSYS分析研究[D]. 俞晓.武汉理工大学2005
• [7].桩—土—边坡相互作用数值分析及阻滑桩简化设计方法研究[D]. 年廷凯.大连理工大学2006

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