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高速铁路土工格栅加筋土挡墙应力扩散与变形特性研究
| 论文题名： | 高速铁路土工格栅加筋土挡墙应力扩散与变形特性研究 |
| 关键词： | 高速铁路;加筋土挡墙;应力扩散;变形特性 |
| 摘要： | 高速铁路加筋土挡墙在其自重以及轨道列车荷载作用下其结构内力和形态会发生改变。为了了解和掌握静动荷载作用下高速铁路土工格栅加筋土挡墙的应力扩散与变形特性，论文以青荣城际铁路土工格栅加筋土挡墙为依托，采用模型试验和有限元数值模拟相结合的方法，对静动荷载作用下加筋土挡墙的墙体土压力、筋带应变、应力扩散角、墙面水平变形和墙顶沉降等进行了系统研究。主要研究内容及结论有: (1)根据相似理论设计并进行了加筋土挡墙的模型试验，获得了静载作用下的墙体土压力、墙面水平变形、墙顶沉降和筋带应变的分布规律。试验结果表明:墙体竖向土压力沿着筋带长度方向呈非线性分布，竖向土压力最大值出现在加载位置附近的土体中;墙背水平土压力沿着墙高呈非线性分布;墙面水平位移和墙顶沉降均很小，其中墙面水平位移最大值为0.23mm，约占墙高的0.03％，墙顶沉降最大值为1.15mm，约为墙高的0.14％;筋带应变沿着筋带长度方向呈非线性分布，其中筋带应变峰值位置与“0.3H”法预测的加筋土挡墙潜在破裂面位置基本吻合，筋带的应变主要形成于加筋土挡墙填筑阶段，外荷载对筋带应变的影响很小。 (2)通过Abaqus有限元软件建立了高速铁路土工格栅加筋土挡墙有限元模型，对其在静动荷载下的应力扩散特性进行了研究，计算结果表明:加筋土挡墙内的应力扩散角不是一个定值，而是存在一个范围，其中墙体中上部应力扩散角较大，而下部较小;应力扩散角随着筋带竖向间距的增大而减小，随着筋带长度、筋带强度、外荷载大小和行车速度的增大而增大;加筋土挡墙的应力扩散角主要在38°～70°之间变化。 (3)根据建立的高速铁路土工格栅加筋土挡墙有限元模型，对其在静动荷载下的变形特性进行了研究，计算结果表明:墙面水平位移和墙顶沉降均随着筋带竖向间距、外荷载大小和行车速度的增大而增大，随着筋带长度和筋带强度的增大而减小;在静载作用下，墙面水平位移最大值位于挡墙墙面中下部;在动荷载作用下，随着行车速度的增大，墙面水平位移最大值逐渐由墙面中下部往墙面上部移动。在静动荷载作用下，墙顶沉降最大值均是出现在外荷载作用处。 (4)应力扩散角和挡墙变形均主要受到筋带竖向间距、外荷载大小和行车速度变化的影响，筋带长度和筋带强度变化对其影响比较小。 |
| 作者： | 陆永港 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 肖宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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