靜動(dòng)荷載作用下高速鐵路土工格柵加筋土擋墻結(jié)構(gòu)行為研究.pdf

1、高速鐵路加筋土擋墻在其自重和軌道系統(tǒng)靜力荷載以及列車行車動(dòng)力荷載作用下內(nèi)力和形態(tài)都會(huì)發(fā)生變化。為了了解和掌握高速鐵路土工格柵加筋土擋墻在靜動(dòng)荷載作用下應(yīng)力和變形的分布規(guī)律及其形成原因，本文以青榮城際鐵路實(shí)體項(xiàng)目為依托，對(duì)高速鐵路靜動(dòng)力荷載作用下加筋土擋墻的結(jié)構(gòu)行為及其演化過程、影響加筋土擋墻的關(guān)鍵因素、加筋土擋墻的豎向沉降與水平位移的理論算法等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　基于有限元數(shù)值分析，分析了影響加筋土擋墻變形和安全系數(shù)分布規(guī)

2、律的各種因素，在綜合考慮加筋土擋墻強(qiáng)度、變形和內(nèi)外部穩(wěn)定性的情況下，提出了荷載條件、筋材豎向間距、筋材長(zhǎng)度和筋土界面摩擦系數(shù)是影響結(jié)構(gòu)變形與安全系數(shù)的主要控制因素。
　　采用數(shù)值解析方法推導(dǎo)出了考慮筋土相對(duì)位移的加筋土復(fù)合材料的水平及豎向復(fù)合彈性模量和剪切模量。針對(duì)加筋土擋墻墻面水平位移，首先基于考慮非相關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則的滑移線場(chǎng)理論，提出了筋材伸長(zhǎng)變形的計(jì)算方法;然后在加筋土擋墻墻體彎剪變形的計(jì)算中引入加筋土復(fù)合模量，從而將筋土相對(duì)

3、位移的影響考慮在內(nèi)，簡(jiǎn)化了水平位移的計(jì)算;最后基于懸臂梁撓度計(jì)算理論，推導(dǎo)出了墻頂局部荷載作用下墻面的水平位移計(jì)算方法。針對(duì)加筋土擋墻墻頂沉降的計(jì)算，首先采用引入加筋土復(fù)合模量的分層總和法計(jì)算擋墻的固結(jié)沉降;然后利用已經(jīng)得到的水平位移計(jì)算公式對(duì)墻高進(jìn)行積分，進(jìn)而推導(dǎo)出無(wú)外荷載作用時(shí)墻體水平位移引起的沉降的計(jì)算方法;最后闡述了基于上述積分的方法或懸臂梁撓度計(jì)算理論對(duì)墻頂局部荷載作用下?lián)鯄Τ两涤?jì)算的方法。
　　通過室內(nèi)模型試驗(yàn)、數(shù)值模

4、擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的方法，揭示了包裹式和模塊式加筋土擋墻在靜載和循環(huán)荷載作用下應(yīng)力和變形的分布規(guī)律及演化過程。結(jié)果顯示:靜動(dòng)態(tài)豎向和水平土壓力沿筋長(zhǎng)呈非線性分布，最大值位于筋材中部（無(wú)外荷載作用）或加載位置附近（有外荷載作用）土體中;附加應(yīng)力擴(kuò)散角位于50°～70°之間;實(shí)測(cè)潛在破裂面出現(xiàn)位置比“0.3H”法預(yù)測(cè)位置距墻面更遠(yuǎn)，卻和與水平面呈45°+ψ/2（Ψ為填料剪脹角）夾角的平面比較接近;加筋土擋墻中動(dòng)土壓力的衰減比非加筋土擋墻更快