【摘 要】
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重力式挡墙是边坡防护工程中最为常见的一类支护结构,关于其受力特性的研究已经相当深入。但在一些膨胀土边坡支护中,重力式挡墙的受力特性就显得尤为特殊,相关规范并没有对挡墙如何考虑膨胀土压力给予具体说明。本文针对一般情况,即墙背粗糙且填土面倾斜时的重力式挡墙膨胀土压力进行分析,结合数值模拟手段研究膨胀力对挡墙的影响,并提出有关改善挡墙设计的建议。本文所做工作如下:(1)总结了膨胀力形成机理,膨胀力与含水
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重力式挡墙是边坡防护工程中最为常见的一类支护结构,关于其受力特性的研究已经相当深入。但在一些膨胀土边坡支护中,重力式挡墙的受力特性就显得尤为特殊,相关规范并没有对挡墙如何考虑膨胀土压力给予具体说明。本文针对一般情况,即墙背粗糙且填土面倾斜时的重力式挡墙膨胀土压力进行分析,结合数值模拟手段研究膨胀力对挡墙的影响,并提出有关改善挡墙设计的建议。本文所做工作如下:(1)总结了膨胀力形成机理,膨胀力与含水率变化的关系以及边坡膨胀力分布规律,着重对挡墙侧向膨胀力的作用模式进行了分析和总结,得出膨胀力是作用在大气影响深度以内呈先增大后减小的力,作用在墙背时也呈现一种非线性变化特征。(2)以墙背竖直且粗糙,填土面倾斜的重力式挡土墙为例,将非线性变化膨胀力引入土压力分析中,基于朗肯土压力理论和薄层单元法推导膨胀土主动土压力公式,并结合工程实例与已有的库伦土压力公式和实测土压力进行对比,发现薄层法推导的膨胀土压力公式计算结果更接近库伦土压力计算结果,朗肯土压力理论计算结果相对偏小,作用点也较低。三种理论计算结果也都比实测土压力值大。(3)将FLAC3D模拟的膨胀力结果带入理论公式,发现所求得的膨胀土压力理论值与模拟监测值相接近,说明数值模拟与理论计算在一定程度上是相互切合的;通过对比施加膨胀力前后模型的应力应变情况,发现墙后大气影响深度内土体增湿产生的膨胀力使挡墙土压力及位移明显增大,最大剪力接近设计要求的限度。(4)综合土压力理论分析和数值模拟结果,对挡墙设计和改善提出相关建议。
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