土质场地重力式挡土墙地震土压力振动台试验研究

论文摘要

破坏性地震发生后,根据建筑物、构筑物的破坏特点,对规范进行修正,这是抗震规范修订的通常做法。本论文通过对国道213线紫坪铺—汶川段三级公路沿线重力式挡墙土震后破坏模式调查,同时结合室内大型振动台实验对现行铁路、公路支挡结构抗震设计规范中的地震土压力大小、分布图式进行了研究。希望能为以后修订支挡结构抗震设计规范提供参考。本文主要研究内容和结论有：1)通过汶川地震调查发现,土质地基挡墙位移模式复杂,相对于岩石地基挡墙多为倾覆变形和墙身中间凸出、剪切变形外。还存在墙体整体推移变形；下部向外推移,而上部位移不明显的变形模式。在挡土墙抗震设计中,挡墙位移指标应控制在1%以内。2)利用大型振动台实验进行了碎石土、风化花岗岩、石英砂填料的土质场地重力式挡土墙地震土压力及分布图式模型实验。发现在强震作用下,挡墙的位移模式与汶川实震中相符,并伴随明显的墙—土分离现象,.致使实测地震土压力较之抗震设计规范计算值偏小,但作用点高度变化不大。3)地震作用下,土质地基重力式挡土墙动土压力为上大下小沿墙高呈非线性分布形式。其动土压力峰值接近墙顶。随着量级的增大,地震峰值加速度是其量值和分布形式的主要控制因素。4)由实验结果与现行抗震规范计算值的安全系数对比,认为对土质场地挡墙的地震土压力计算,按现行国内抗震设计规范基本能满足实际工程抗震设计需要；对于地震区挡墙设计,在允许挡墙发生少量容许位移的前提下可采用内摩擦角较大、自稳能力更好的墙背填料以减少地震土压力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的技术路线与研究的主要研究内容
• 第2章 汶川地震挡土墙震害调查
• 2.1 概述
• 2.2 汶川地震重点考察公路概况
• 2.3 调查内容
• 2.4 震害调查总体情况
• 第3章 重力式挡土墙振动台模型试验
• 3.1 前言
• 3.2 振动台模型实验方法
• 3.3 地震模拟振动台系统主要技术参数
• 3.3.1 地震模拟振动台技术参数
• 3.3.2 模型设备
• 3.4 重力式挡土墙模型设计
• 3.4.1 模型截面尺寸拟定
• 3.4.2 挡土墙拟静力抗震检算
• 3.5 模型相似率设计
• 3.6 墙背填料物理力学性质测试
• 3.6.1 颗粒级配测试
• 3.6.2 相对密度测试
• 3.6.3 大型直剪测试
• 3.7 挡土墙振动台模型试验方案设计
• 3.7.1 实验断面及测点布置设计
• 3.7.2 模型填筑
• 3.8 振动台模型实验输入地震波的确定与调制
• 3.8.1 天然地震波输入（汶川波、Elcentro波、Kobe波）
• 3.8.2 大瑞线场地地震波
• 3.8.3 实验加载制度
• 3.9 地震动土压力分布图式
• 3.9.1 测点时域特征
• 3.9.2 碎石土填料
• 3.9.3 风化花岗岩填料
• 3.9.4 石英砂填料
• 3.10 挡墙位移模式
• 3.11 本章小结
• 第4章 挡土墙地震土压力特征及机理初探
• 4.1 引言
• 4.2 地震土压力分布图式
• 4.2.1 碎石土填料
• 4.2.2 风化花岗岩填料
• 4.2.3 石英砂填料
• 4.3 地震土压力合力、作用点与地震量级关系分析
• 4.3.1 碎石土填料
• 4.3.2 风化花岗岩填料
• 4.3.3 石英砂填料
• 4.4 安全系数对比分析
• 4.4.1 碎石土填料
• 4.4.2 风化花岗岩填料
• 4.4.3 石英砂填料
• 4.5 地震土压力特征及机理分析
• 4.5.1 墙-土分离现象
• 4.5.2 位移耗能
• 4.6 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 进一步的研究设想
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 参加的科研项目