地震力作用下包裹式加筋土挡土墙有限元分析

论文摘要

包裹式加筋土挡土墙主要依靠柔性筋来保持土体稳定,具有造价低,施工技术简单,占地面积少,结构美观等优点,故提高此复合结构的研究与设计水平,使其能在高烈度地震区得到合理运用,有极其重要的实际意义。目前包裹式加筋土挡土墙理论研究滞后于实践,因而进行包裹式加筋土挡墙动力响应研究,研究地震区包裹式加筋土挡墙的抗震设计方法显得更加必要和迫切。本论文在前人研究的基础上,进一步分析了加筋土及包裹式加筋土挡墙的工作机理和计算设计理论,在地震力作用下对包裹式加筋土挡墙进行了动力有限元分析,研究了其地震动力特性。具体有以下几部分内容：第一部分首先回顾了包裹式加筋土挡墙的发展历史和国内外研究动态,对包裹式加筋土挡土墙的结构特点、破坏模式、计算理论等理论体系进行了归纳与总结。并分析了塑料土工格栅的加筋机理：摩擦加筋原理和准黏聚力原理。第二部分以广(通)大(理)铁路某科研试验工点的包裹式加筋土挡土墙为参考对象,采用有限元软件ANSYS,通过引入筋—土接触单元,建立了由土体单元、筋材单元、接触单元组成的包裹式加筋土挡土墙非线性有限元模型,进行了地震力作用下有限元分析,得出了不同峰值加速度下的挡墙加速度放大效应、土工格栅筋带拉力、潜在破裂面、挡墙水平位移变化规律。第三部分对影响包裹式加筋土挡土墙水平位移的敏感性参数进行了分析,得出了加筋材料弹性模量、加筋长度、填料的性质以及不同的挡墙高度对包裹式加筋土挡墙侧向水平位移的影响变化规律,总结了一些对实际工程设计有益的建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景与依据
• 1.2 动力作用下包裹式加筋土挡墙的研究现状
• 1.2.1 拟静力分析法
• 1.2.2 反应谱法
• 1.2.3 有限元时程分析法
• 1.3 动力作用下包裹式加筋土挡墙研究的意义
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第2章 包裹式加筋土挡墙的理论体系及加筋机理
• 2.1 包裹式加筋土挡墙的理论体系
• 2.1.1 包裹式加筋土挡墙的结构特点
• 2.1.2 包裹式加筋土挡墙的破坏模式
• 2.1.3 包裹式加筋土挡墙的计算理论
• 2.2 加筋机理
• 2.2.1 摩擦加筋原理
• 2.2.2 准粘聚力原理
• 第3章 包裹式加筋土挡墙有限元模型的建立
• 3.1 有限元法介绍
• 3.2 包裹式加筋土挡墙有限元离散化模型
• 3.3 包裹式挡墙土体特性分析
• 3.3.1 土体单元
• 3.3.2 面板单元
• 3.3.3 土工格栅筋材单元
• 3.3.4 接触单元
• 3.4 包裹式加筋土挡墙有限元模型参数的选取
• 第4章 包裹式加筋土挡墙的动力分析
• 4.1 动力平衡方程
• 4.2 地震波的选取与调整
• 4.2.1 地震波的选取
• 4.2.2 地震记录的调整
• 4.3 计算结果分析
• 4.3.1 加速度放大效应
• 4.3.2 土工格栅筋带拉力分析
• 4.3.3 挡墙水平位移分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 包裹式加筋土挡墙不同参数的对比分析
• 5.1 土工格栅参数
• 5.1.1 土工格栅拉筋长度
• 5.1.2 土工格栅刚度
• 5.2 土体参数
• 5.2.1 内摩擦角
• 5.2.2 泊松比
• 5.3 不同墙高对比分析
• 5.3.1 不同墙高下的加速度放大系数
• 5.3.2 不同墙高下的墙面最大水平位移
• 5.3.3 不同墙高下的潜在破裂面
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目