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高海拔地区挡土墙维修加固数值试验研究

作　者: 袁可佳
导　师: 原喜忠
学　校: 长安大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 挡土墙有限元温度场冻胀可靠度
分类号: TU476.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

挡土墙作为稳定高填方路基和路堑边坡的构造物是公路建设中常见的结构形式。冻土地区的挡土墙除受到土压力的影响外，还遭受着冻胀力以及融化层滑坡推力的作用，构件缺损与失稳现象更为普遍，严重影响着车辆行驶的舒适性和安全性，因此寻求冻土地区失稳挡墙的加固方法显得尤为重要。论文基于调控地温状况，减小荷载作用及增加结构抗力，提出了增加挡土墙厚度、加铺隔热材料（XPS板或草皮）、安置热棒等温度调控措施。通过建立边坡挡土墙瞬态热交换和三维力学模型，对边坡挡土墙的温度及应力分布状况进行有限元模拟，并分析各种措施的保温性能及力学效应；通过建立热棒等效传热模型，进行热棒的制冷性能研究，并模拟计算热棒保温板复合结构对边坡温度及力学效应的影响；考虑冻胀力和土压力作用下，建立三维力学模型，研究锚杆加固挡土墙的效果分析以及锚杆参数设计。利用蒙特卡罗计算方法，考虑土工参数随机性的前提下，建立重力式挡土墙可靠度分析模型，计算可靠度及各参数的敏感性和相关性分析。研究表明：三种保护措施均不同程度的抬升了冻土上限，其中坡面和墙背铺设保温板的融化深度最小，其次为加厚挡土墙，坡面铺设草皮和保温板的融化深度相对较大；热棒冻结桩可发挥“抗滑桩”作用减小在土墙上的土压力；增大锚杆长度有利于限制挡墙水平位移，小角度设计对锚杆的轴力及挡墙的稳定性均有利；可靠度计算结果表明，加固后挡墙抗滑及抗倾覆可靠度均有所提高。

高海拔地区挡土墙维修加固数值试验研究

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