地震作用下重力式挡墙永久位移分析

发布时间：2017-08-24 17:37

  本文关键词：地震作用下重力式挡墙永久位移分析

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【摘要】：在重力式挡土墙等支挡结构的抗震设计中,动土压力和位移信息是决定设计成功与否的关键因素。然而,由于地震荷载的随机性以及墙～土体系的复杂性,至今仍然缺乏能较为准确计算挡墙震后残余位移的方法。为此,本文主要运用拟动力法和运动学方法,提出了地震荷载作用下挡土墙主动土压力和震后残余位移的计算方法,并对主要的影响参数进行了分析讨论,得出了以下主要结论：(1)地震水平加速度的大小对挡墙的主动土压力的大小及分布影响较大。地震水平加速度越大,挡墙所受的主动土压力越大,并且沿墙高的非线性分布特性愈明显,而竖向加速度分量的影响相对小的多；填土内摩擦角的大小对挡墙主动土压力的大小及分布影响也较大,随着内摩擦角的增大,主动土压力随之减小并且减小幅度较大,主动土压力沿墙高分布的非线性更加明显；相对填土内摩擦角的作用,墙背摩擦角的影响就较小,随着墙土摩擦角的增大,主动土压力会有一定程度的减小。(2)相比于传统的Mononobe-Okabe法,动力学方法计算的主动土压力会偏小,土压力分布呈非线性；在重力式挡土墙的抗震设计中,Mononobe-Okabe法偏于保守,较为安全,但考虑了地震加速度沿墙高的非线性作用及相位差,动力学的方法明显更符合实际的工程情况。(3)挡土墙存在滑动屈服加速度及转动屈服加速度,当地震峰值加速度超过挡墙的滑动屈服加速度或转动屈服加速度时,挡墙才会发生滑动或绕墙趾的转动。(4)地震水平加速度峰值的大小对挡土墙的最终滑动位移及转动位移影响较大,随着地震水平加速度峰值的增加,挡墙的累积滑动位移和转动位移随之增大,地震加速度峰值是挡墙抗震设计时的重要的参数。(5)挡墙的震后残余位移随地震竖向加速度的增大而增大,对挡墙抗震稳定性有不利的影响。因此,挡墙的抗震设计建议适当考虑地震竖向加速度的影响。(6)挡墙的累积位移随填土表面超载的增加而增大,墙后超载对挡墙的抗震稳定性有不利影响。
【关键词】：重力式挡土墙 地震土压力 拟动力学法 滑动位移 转动位移
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU476.4
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-23
• 1.1 选题背景12-13
• 1.2 国内外研究现状13-21
• 1.2.1 支挡结构的破坏形式13-14
• 1.2.2 支挡结构的动土压力研究14-17
• 1.2.3 支挡结构永久位移理论17-20
• 1.2.4 支挡结构动力特性的试验研究20-21
• 1.2.5 小结21
• 1.3 本文的主要研究内容及技术路线21-23
• 第2章 地震作用下挡土墙主动土压力分析23-46
• 2.1 引言23-24
• 2.2 计算模型的构建24-25
• 2.2.1 本章的假定如下24
• 2.2.2 地震加速度分析24-25
• 2.3 挡土墙地震主动土压力的理论分析25-29
• 2.3.1 地震作用下滑动楔体水平惯性力和竖向惯性力25-26
• 2.3.2 主动土压力及其系数26-28
• 2.3.3 地震主动土压力的分布28-29
• 2.4 工程算例分析29-41
• 2.4.1 主动土压力的计算29-31
• 2.4.2 主动土压力系数K_(ae)分析31-37
• 2.4.3 地震主动土压力的分布37-41
• 2.5 本文方法与Mononobe-Okabe法分析比较41-44
• 2.5.1 主动土压力系数的比较41-43
• 2.5.2 主动土压力分布比较43-44
• 2.6 本章小结44-46
• 第3章 地震作用下挡土墙的滑动位移计算46-72
• 3.1 引言46-48
• 3.1.1 重力式挡土墙位移产生原因46
• 3.1.2 重力式挡土墙的变位模式46-48
• 3.2 重力式挡墙滑动位移理论分析48-54
• 3.2.1 基本假定及受力模型48-49
• 3.2.2 主动土压力公式的建立49-52
• 3.2.3 挡土墙滑动屈服加速度系数52-53
• 3.2.4 挡土墙的滑动位移53-54
• 3.3 算例分析54-67
• 3.3.1 滑动屈服加速度系数分析54-59
• 3.3.2 挡土墙滑动位移分析59-63
• 3.3.3 参数敏感性分析63-67
• 3.4 本文方法与常用滑移经验公式计算结果比较67-71
• 3.4.1 滑移位移经验公式67-69
• 3.4.2 本文方法与滑移位移经验公式计算值比较69-71
• 3.5 本章小结71-72
• 第4章 地震作用下挡土墙转动位移研究72-92
• 4.1 引言72
• 4.2 挡土墙转动位移理论分析72-79
• 4.2.1 基本假定及计算模型72-73
• 4.2.2 地震作用下水平和竖向惯性力计算73-75
• 4.2.3 挡土墙转动屈服加速度系数色k_(tr)75-77
• 4.2.4 挡土墙转动位移77-79
• 4.3 算例分析79-89
• 4.3.1 转动屈服加速度系数k_(tr)分析79-82
• 4.3.2 挡土墙转动位移分析82-86
• 4.3.3 参数敏感性分析86-89
• 4.4 滑移和转动耦合位移计算模型89-91
• 4.4.1 滑移先开始的耦合计算89-90
• 4.4.2 转动先开始的耦合计算90-91
• 4.5 本章小结91-92
• 结论及展望92-94
• 研究结论92-93
• 未来研究展望93-94
• 致谢94-95
• 参考文献95-98

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本文编号：732642