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山区公路石笼挡土墙稳定数值模拟研究
| 论文题名： | 山区公路石笼挡土墙稳定数值模拟研究 |
| 关键词： | 山区公路;路基防护;石笼挡土墙;土压力分析 |
| 摘要： | 现如今我国交通四通八达，最普遍的出行方式莫过于汽车，而承载汽车交通的就是贯穿全国的公路网。在我国西南、西北地区，多山脉、多丘陵，其他交通出行方式没有完全普及到，所以山区公路尤为重要，如同国民命脉，对山区的经济发展、政治沟通、文化交流起着至关重要的作用。但由于山区复杂的地质条件引起的水毁、塌陷等地质灾害，对山区公路的延伸和使用形成了很大的阻碍。所以牢固的沿河路基和能快速抢险救灾的支挡方式是生活在隐形灾区人们的迫切需求。石笼挡土墙凭其独特的柔性结构、取材便利、施工方便、生态环保等特点，在这些地质复杂的山区备受青睐。但在常规设计中设计人员并不会考虑其柔性结构的变形作用，所以对石笼挡土墙受力特点的研究是一个很重要的课题。离散元颗粒法是目前最活跃、应用领域广泛的一种数值计算方法，其不受变形量限制，可方便的处理非连续性介质力学上的问题。PFC软件是在此基础上建立的，岩土工程中介质的开裂、分离等非连续离散问题都可以用此软件有效的模拟。利用PFC3D建立的石笼挡土墙的离散元颗粒模型，可以得到墙体在不同土壤填筑条件下竖直和水平方向上的土压力的值。仿真模拟是研究填土和石笼挡墙形成的整体，能够相对直观地考虑由于变形产生的土压力消散作用。 本研究主要内容包括：⑴综合介绍了离散元理论和颗粒流理论的基本原则及方法，并分析其特点。⑵分析填土的三轴压缩试验和石笼单体的无侧限压缩试验，分别获得实验数据，并绘制成应力应变曲线图，并在此基础上分析填土和石笼单体的变形情况和特点。⑶建立小型颗粒流模型模拟相对应的室内试验，确定颗粒摩擦系数f在0.3～0.45之间，围压墙体刚度应为颗粒刚度的0.1倍，压盘刚度应为颗粒刚度的10倍为佳;最后通过比较室内试验和模拟计算的应力应变曲线图，确定填土、石笼单体和荷载的摩擦系数f、切向刚度Ks、法向刚度Kn、法向压强n_bond、切向压强s_bond等细观参数的标定值。⑷在实际工程的基础上，利用分析得到的材料细观参数，建立石笼挡土墙仿真模型。控制变量，分析对比石笼挡土墙在不同墙体高度、不同基础延伸、不同填土的情况下的稳定状态，得出该工程石笼挡土墙设计在墙体高度为6m，基础延伸1.5m，填土摩擦角和粘聚力较高的情况下达到最优。 |
| 作者： | 冯振 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 叶巧玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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