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不同位移模式下土拱效应及土压力分布规律研究
| 论文题名： | 不同位移模式下土拱效应及土压力分布规律研究 |
| 关键词： | 公路路基;土拱效应;位移模式;土压力;荷载分担效应 |
| 摘要： | 随着我国交通基础设施建设重心逐渐向中西部偏移，高填方路堤、高陡边坡、软弱地基等特殊路段越来越多，如何有效保障路基边坡稳定性或控制地基沉降为工程界关注的热点问题。在诸多可选方案中，抗滑桩、挡土墙、复合地基等技术被大量应用，并取得了较好的应用效果。尽管如此，许多研究者通过现场试验、模型试验和理论分析发现无论对于支护结构还是复合地基，由于土与结构之间不可避免会产生不均匀变形，均普遍存在土拱效应，造成土-结构发生应力重分布，引起结构呈现较为明显的应力集中现象。然而，目前关于该现象的研究尚处于初步讨论阶段，有关其理论体系还远远不能满足工程实践，因此，工程设计中均未能合理考虑土拱效应的影响。基于此研究背景，为深入明确竖向及水平土拱效应的关键影响因素、土-结构荷载分担效应的变化规律，以改进相关设计计算方法，本文采用了室内竖向及侧向活动门试验的方法，考虑活动门宽度、不均匀位移量及位移模式的影响，探究了土拱效应的动态演化规律及土-结构荷载分担效应，提出如下主要结论: 1、竖向土拱效应活动门试验中，活动门产生主动位移后，挡板上的土压力增加，而活动板上的土压力因为土拱效应的作用减小。且当活动门位移量增加时，挡板上的土压力不断增大而活动门上方的土压力则不断减小;活动门产生被动位移后，挡板上的土压力减小，而活动板上的土压力因为土拱效应的作用增加。且当活动门位移量的增加时，挡板上的土压力不断减小而活动门上方的土压力则不断增大。 2、当活动门发生主动位移时，活动板上的砂土土压力稳定时的临界位移量δ1=(0.03～0.04)w，挡板上的砂土土压力稳定时的临界位移量δ2=(0.15～0.2)w。当活动门发生被动位移时，活动板上的砂土土压力稳定时的临界位移量δ1'=(0.05～0.4)w，挡板上的砂土土压力稳定时的临界位移量δ2'=(0.02～0.1)w。 3、对于侧向土拱效应活动门试验，活动门产生主动位移时，侧向土压力均表现为活动板前的土压力大幅度减小，且当主动位移量增大时，墙背侧向土压力呈现不断减小的趋势。活动板产生被动位移时，侧向土压力均表现为活动板前的土压力大幅度增加，且当主动位移量增大时，墙背侧向土压力呈现不断增大的趋势。 4、不同主动、被动位移模式下，当活动门宽度一定时，随着桩宽比B/w的增大，桩土荷载分担比逐渐变小，土体自身承担荷载的能力被充分调动，土拱效应越来越明显，不同活动门宽度条件下变化规律一致。提出了任意位移模式不同活动门宽度下墙被水平土压力合力及任意高度处的墙被水平土压力的计算公式:P合=1/2γH2[A*exp（α/B）+C]、P=γH[A*exp（α/B）+C]。 |
| 作者： | 崔兵兵 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张宏博;宋修广 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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