软土地基上加筋土挡墙的性能研究

论文摘要

加筋土挡墙是由填土和在填土中布置的一定数量的筋体以及墙面板三部分组成的一个整体复合结构。加筋土挡墙因具有造价低、施工简便、造型美观、对地基要求不高、变形协调能力强、抗震性能好等优点在全世界范围内广泛的应用。对于建造在坚硬地基上的加筋土挡墙的工作性能的研究,国内外学者开展了大量的试验和理论研究,且很多现行的设计准则是基于这些研究成果的。但对于在软弱地基上修建加筋土挡墙,国内外的研究甚少,理论研究明显滞后于工程应用,设计规范也没有考虑软土地基对加筋土挡墙的影响。为此,本文针对修建在软土地基上的加筋挡墙进行较为系统的研究。主要内容有：简要介绍一实际修建在软土地基上的加筋挡墙工程,并利用有限元软件Plaxis 8.5进行模拟,将数值计算结果与实测结果进行对比,验证使用有限元方法模拟实际问题的可行性。详细分析了软土地基上加筋挡墙的变形特征、力学性能以及加筋体应变拉力分布规律。在此基础上,进一步系统的分析影响加筋挡墙性能的关键因素,包括加筋间距、加筋长度、筋材刚度、填土强度、填土刚度、筋土界面强度等。具体分析了加筋土挡墙墙面水平位移、墙底沉降、墙背水平土压力、基底竖向应力等随软土地基固结沉降的变化,并讨论了挡墙施工过程对挡墙性能的影响。本文针对软弱地基土的各项参数如软弱土层的强度、刚度、软土层相对于挡墙的位置等对上部加筋挡墙的影响进行较深入的讨论。采用有限元强度折减法和极限平衡法分别计算软基上加筋土挡墙的安全系数,并对二者计算结果进行对比,讨论软土地基加筋土挡墙的稳定性。较为系统的讨论了加筋挡墙各个组成部分对其稳定性的影响,如筋土界面强度、填土强度参数、加筋间距、加筋长度。利用概率分析方法对软基上加筋挡墙的稳定性进行可靠度分析,通过Geo-Slope软件计算得到能定量评估边坡的稳定性或风险水平的破坏概率和可靠性指标。总结本文得出的主要结论,并指出研究的不足之处和研究展望。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 加筋土挡墙的研究概况
• 1.2.1 加筋土挡墙的结构形式及优点
• 1.2.2 加筋土挡墙的试验研究
• 1.2.3 加筋土挡墙的数值模拟
• 1.2.4 加筋土挡墙稳定性分析
• 1.3 影响加筋效果的因素
• 1.3.1 加筋材料的影响
• 1.3.2 填土的影响
• 1.3.3 筋土界面特性
• 1.4 软土地基上加筋土挡墙的研究
• 1.6 课题研究的意义及主要内容
• 1.6.1 课题研究的目的和意义
• 1.6.2 课题研究的主要内容
• 第二章 软基上加筋土挡墙工程实例数值分析对比
• 2.1 工程地质条件
• 2.2 设计及监测方案
• 2.2.1 设计方案
• 2.2.2 监测方案
• 2.3 监测结果与分析
• 2.3.1 侧向位移观测结果与分析
• 2.3.2 沉降观测结果与分析
• 2.3.3 分层沉降观测结果
• 2.3.4 土压力观测结果与分析
• 2.3.5 孔隙水压力观测结果与分析
• 2.4 数值模型的建立
• 2.4.1 硬化土模型
• 2.4.2 几何模型及材料属性
• 2.5 数值模拟结果与工程实测对比
• 2.5.1 侧向位移
• 2.5.2 软基表面总沉降
• 2.5.3 墙背土压力
• 2.5.4 墙底土压力
• 2.5.5 孔隙水压力
• 2.6 本章小结
• 第三章 软基上加筋土挡墙的性能及其影响因素分析
• 3.1 引言
• 3.2 模型建立及参数选择
• 3.2.1 几何模型
• 3.2.2 材料参数
• 3.3 软弱地基上加筋土挡墙的性能
• 3.3.1 变形特征
• 3.3.2 力学特性
• 3.3.3 筋材应变及拉力
• 3.4 加筋土挡墙性能影响因素分析
• 3.4.1 加筋长度
• 3.4.2 加筋间距
• 3.4.3 筋材刚度
• 3.4.4 筋土界面强度
• 3.4.5 填土强度
• 3.4.6 填土压缩模量
• 3.4.7 面板仰角
• 3.5 本章小结
• 第四章 软土地基对上部加筋土挡墙的影响
• 4.1 引言
• 4.2 地基变形对加筋土挡墙的影响
• 4.2.1 墙面水平位移
• 4.2.2 地基表面沉降
• 4.2.3 墙顶表面沉降
• 4.2.4 墙背水平土压力
• 4.2.5 墙底竖向应力
• 4.2.6 土工格栅拉力
• 4.2.7 土工格栅应变
• 4.3 软土地基参数对加筋土挡墙的影响
• 4.3.1 模型简介
• 4.3.2 边界取值
• 4.3.3 地基软弱土层的强度
• 4.3.4 地基软弱土层的压缩模量
• 4.3.5 地基软土层在墙底的位置
• 4.4 本章小结
• 第五章 软土地基加筋土挡墙稳定性分析
• 5.1 引言
• 5.2 软基加筋土挡墙稳定性分析
• 5.2.1 采用强度折减法分析
• 5.2.2 采用极限平衡法分析
• 5.2.3 二种方法对比
• 5.3 加筋土挡墙稳定性的影响因素分析
• 5.3.1 筋土间摩擦系数
• 5.3.2 填土强度参数
• 5.3.3 筋带轴向拉伸刚度
• 5.3.4 加筋间距
• 5.3.5 加筋长度
• 5.3.6 地基土强度
• 5.4 本章小结
• 第六章 可靠性分析
• 6.1 引言
• 6.2 概率分析理论
• 6.2.1 概率密度函数
• 6.2.2 失效概率和可靠性指数
• 6.2.3 蒙特卡罗（Monte Carlo）方法
• 6.3 可靠度分析
• 6.3.1 研究概况
• 6.3.2 计算模型及结果
• 6.3.3 软基上加筋挡墙可靠度分析
• 6.4 本章小结
• 结论与展望
• 主要结论
• 进一步展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历