静载下H-V加筋土挡墙的作用机理及稳定性研究

静载下H-V加筋土挡墙的作用机理及稳定性研究

论文摘要

H-V加筋是根据立体加筋理论设计的一种新型加筋方式,已通过三轴试验、拉拔试验、平面应变试验证明了其有效性。本文根据多尺度研究体系,采用宏观尺度的室内模型试验和细观尺度的颗粒流数值模拟以及理论分析,研究了静载下H-V加筋土挡墙的稳定性和工作机理,论文主要研究工作如下:通过静载下H-V加筋土挡墙的一系列室内模型试验,证明了H-V加筋在提高挡墙承载力、抑制挡墙变形方面的有效性。H-V加筋挡墙的受力体系中,水平筋和竖筋共同作用,H-V加筋的效果在一定范围内随竖筋高度的增加而提高,竖筋侧向土压力的分布与其在挡墙内所处的位置有关,主动区和锚固区的竖筋侧压力方向相反。同时,静载下H-V加筋土挡墙的破坏过程具有渐进性,基本属于黏着破坏,破裂面接近圆弧型,与传统加筋挡墙破裂面形式相比,其锚固效果相对增强。采用了基于离散元理论的颗粒流程序,建立了力学模型,对H-V加筋土挡墙进行了数值模拟。就PFC模拟得出的挡墙变形和竖筋侧压力等数据,与模型试验结果进行了比较和验证。同时,由挡墙内部土颗粒位移和应力矢量图研究了H-V加筋挡墙的破裂面形式。在H-V加筋土挡墙模型试验和颗粒流数值模拟的基础上,采用极限平衡理论分析了H-V加筋土挡墙的稳定性。针对传统破裂面和实测破裂面形式,分别推导了H-V加筋土挡墙承载力计算公式,并与实测结果进行了对比验证。通过定量分析证明了水平筋长度和竖筋高度是影响H-V加筋土挡墙稳定性的敏感性参数,同时明确了H-V筋条对提高挡墙稳定性的共同作用。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题研究的目的和意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 理论研究
  • 1.2.2 试验研究
  • 1.2.3 加筋土挡墙的研究重点
  • 1.3 主要研究内容及创新点
  • 第二章 H-V 加筋土挡墙的承载力及变形特征研究
  • 2.1 试验目的
  • 2.2 试验方法
  • 2.2.1 试验设备
  • 2.2.2 试验材料
  • 2.2.3 试验方案
  • 2.2.4 试验步骤
  • 2.3 试验结果与分析
  • 2.3.1 静载下H-V 加筋挡墙的承载力
  • 2.3.2 竖筋侧向土压力
  • 2.3.3 H-V 加筋挡墙的侧向变形
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 H-V 加筋土挡墙的渐进破坏特性
  • 3.1 概述
  • 3.2 渐进破坏过程
  • 3.2.1 初始状态
  • 3.2.2 加载阶段
  • 3.2.3 破坏阶段
  • 3.3 破裂面形式
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 H-V 加筋土挡墙的颗粒流数值模拟
  • 4.1 概述
  • 4.2 颗粒流方法简介
  • 4.3 H-V 加筋土挡墙颗粒流模型
  • 4.3.1 建模步骤
  • 4.3.2 参数选择
  • 4.3.3 数据量测
  • 4.4 颗粒流模拟结果分析
  • 4.4.1 挡墙侧向变形
  • 4.4.2 竖筋侧压力
  • 4.4.3 颗粒位移场及应力场
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 H-V 加筋土挡墙的承载力及稳定性分析
  • 5.1 分析方法概述
  • 5.1.1 极限平衡法
  • 5.1.2 条分法
  • 5.2 H-V 加筋土挡墙承载力及稳定性分析
  • 5.2.1 水平筋作用力
  • 5.2.2 竖筋作用力
  • 5.2.3 基于折(直)线破裂面的H-V 加筋挡墙内部稳定性分析
  • 5.2.4 基于实测破裂面的H-V 加筋挡墙内部稳定性分析
  • 5.2.5 计算结果对比及参数敏感性分析
  • 5.3 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 结论
  • 6.2 展望
  • 参考文献
  • 附录:图表与符号索引
  • 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文
  • 作者在攻读博士学位期间所作的项目
  • 致谢
  • 相关论文文献

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