文档介绍：湖北工业大学
硕士学位论文
多级重力式挡土墙土压力试验研究及数值分析
姓名:雷洋
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:范瑛
20100501
湖北工业大学硕士学位论文
摘要
随着国家经济的快速发展,多级台阶式挡土墙在越来越多的工程中得到了成功应
用。已有一些学者结合实际工程对该种形式挡土结构的土压力问题进行了研究讨论,
并得到一些有益的结论。但是,土压力问题本身就是一个十分复杂的问题,而且关于
该种形式挡土结构也还没有一个统一的设计规范或计算准则。因此,在成功工程实例
上分析多级挡土结构上的土压力问题是十分必要地和迫切地。
本文以十漫高速公路项目中某高填方路段的一多级重力式挡土墙为依托,采用现
场试验和数值分析的方法,对该挡土结构进行了分析研究:
(1)针对该挡土墙,对现场测试元件的布置和测试方法进行了较详细的介绍,可
为类似工程的现场试验提供有益的参考。
(2)通过现场埋设的测试元件,得到了各种工况下该挡土墙墙背的土压力强度值。
通过对实测水平土压力强度值进行研究,看到挡土墙后土压力的分布形式类似字母
“R”;同时发现随着填土深度加深挡土墙后土压力不断增大,土压力合力作用点不断
上升,基本介于 ~ 。
(3)根据现场实测的各种地质资料,选取相应的计算参数,运用库仑土压力理论
和相关静止土压力系数计算公式,计算出对应填土深度下该挡土墙墙后的库仑主动土
压力强度理论值和静止土压力强度理论值。将计算值与实测值进行比较分析:在本级
挡土墙施工时可采用静止土压力强度值作为该级挡土墙的设计上限,在其上若干级挡
土墙和边坡施工时可采用库仑主动土压力强度值作为设计上限。
(4)建立了该多级挡土墙 ANSYS 二维模型,运用单元生死法分六种不同工况模
拟该挡土墙的施工过程,得到各种工况下挡土墙位移、应力等值的变化规律:随着工
程施工,挡土结构不断加高,其底部向背离填土方向位移,而顶部向填土方向位移;
越靠近挡土结构背面,挡土结构后填土的沉降越小,从边坡顶部到最下面一级挡土墙,
沉降量慢慢变小;另一方面,在紧靠挡土结构背后的位置填土中存在拉应力,并且随
着工程进展,拉应力值逐渐增大;而远离挡土结构一定距离后填土中的应力为压应力,
离挡土结构越远,该压应力越大;
(5)将 ANSYS 计算结果与实测值进行比较,结果表明本工程背景下的多级挡土
墙是安全可靠的。
关键词:多级重力式挡土墙,现场试验,数值模拟,土压力
I
湖北工业大学硕士学位论文
Abstract
The multistage retaining walls have been constructed in projects widely and
triumphantly with the rapid economic growth. Some researchers have studied the earth
pressure in the mentioned retaining structure and found some good results. However, due to
plexity of earth pressure problem,it is lack of a uniform design criterion or a set of
calculational rules in multistage retaining structure area. Therefore, researching on the earth
pressure in the multistage retaining structure by some made projects is necessarily and
urgently.
In this thesis, the multistage gravity retaining wall along Shi-Man highway is analyzed
by using the method of field test and numerical simulation:
(1) In allusion to retaining structure mentioned above,the position of the field test
equipments and testing method are introduced in detail, which could be a good reference for
such