L型挡土墙结构受力与变形分析

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L型挡土墙作为新型柔性支挡结构,墙面板与填土之间存在相对位移,整体位移量不能达到极限平衡状态,因此墙面系上的作用力采用库仑理论进行静力平衡条件求解与真实情况差异较大。但是目前国内外L型挡土墙仍然按库仑主动土压力计算,设计计算土压力偏小。同时,L型挡土墙设置抗滑键能够增加其抗滑性能,但是抗滑键设置位置对L型挡土墙结构设计的影响和作用还缺乏研究。根据以上问题,本文对L型挡土墙的土压力计算方法和抗滑键优化设计进行了较为详细的分析,主要研究内容和结论包括:(1)对现行土压力理论计算方法进行归纳总结,并分析了L型挡土墙墙后土压力计算方法,主要选择现行设计规范中采用的库仑主动土压力理论计算L型挡土墙墙后土压力,并通过ABAQUS数值分析软件对L型挡土墙墙后土压力进行建模计算。(2)对比分析了库仑理论计算和ABAQUS数值分析计算的L型挡土墙墙后土压力,分析得出数值计算的结果大于库仑主动土压力计算的结果。通过分析两者之间土压力系数的关系,并与现行土压力系数计算方法进行比较,得出静止土压力系数半经验公式计算结果更接近于数值计算结果,建议采用静止土压力方法计算L型挡土墙墙后土压力,并乘以0.896~0.968范围的折减系数。(3)研究分析了现行L型挡土墙设计要求,采用VISUAL BASIC 6.0编制L型挡土墙设计计算程序,计算分析了相同墙高下L型挡土墙抗滑键设置不同位置对墙身截面积的影响,研究得出,在满足稳定性要求的前提下,抗滑键设置在L型挡土墙底部距离墙踵板端部越近时,墙身截面面积越小,同时也越经济。(4)利用ABAQUS数值分析软件建模,对相同墙高下L型挡土墙不设置和设置抗滑键、抗滑键设置不同位置两方面,进行了L型挡土墙墙顶位移计算分析,结果显示,L型挡土墙在设置抗滑键时墙顶位移小于不设置抗滑键时墙顶位移,说明抗滑键能够增加L型挡土墙稳定性,并且抗滑键设置距离墙踵板端部越近,L型挡土墙的墙顶位移越小。
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