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考虑土钉支护结构作用的地震主动土压力研究和工程应用分析

作　者: 王永胜
导　师: 朱彦鹏
学　校: 兰州理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 边坡工程能量理论极限平衡法土钉支护结构地震主动土压力
分类号: TU432
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 24次
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内容摘要

挡土墙是防止路基填土或山坡滑坡坍塌的常用支挡构筑物。然而土钉墙支护作为一种新型的柔性主动支护模式,因其经济可靠且施工快速简便,已在土体开挖和边坡稳定等工程领域得到迅速的推广和应用。尤其是“5.12”地震以后,诱发了大量的边坡灾害,而边坡灾害所引发崩塌、滑坡等成为了阻断交通的主要因素。但调查发现,许多经过柔性支挡结构支护和锚固的边坡却依然屹立,能够正常使用,这给我们留下了许多值得思考的地方。因此,研究支护结构在地震作用下的主动土压力计算方法是很有必要的。本文对土钉支护边坡地震主动土压力的计算方法进行了研究,提出了新的思路及计算方法,并通过工程应用验证其实用性。研究工作的主要内容和取得的成果有:①地震作用下土钉支护结构地震土压力的计算是个比较复杂的问题,其方法还不成熟且比较保守,为了能够比较准确合理地计算地震作用下土钉支护结构的主动土压力,以能量法和极限平衡法为基础,考虑土钉支护结构的作用对地震土压力的影响,建立了滑动面为平面的地震主动土压力模型,推导了地震主动土压力的计算公式和最危险滑移面公式;②结合工程实例,把公式与现有规范和方法的计算结果作比较,并进行参数分析,得到一些具有参考价值的结果;③分析表明,公式计算的土压力值均比其它方法小,土钉的存在能够有效地减小地震作用下土体对支护结构的侧向压力,并使滑移面慢慢向墙后移动;④最后对四种不同高度的土钉墙进行抗震设计,确定了地震作用下滑移面变化后的土钉长度,并与不考虑地震作用时的长度做比较。通过算例验证说明这种考虑土钉支护作用的计算方法更加合理,比较符合工程实际,能为以后土钉支护结构的施工、优化和抗震设计提供参考。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
第1章绪论  10-18
  1.1 课题研究的背景、目的和意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-17
  1.3 本文主要研究内容  17-18
第2章地震土压力的计算理论  18-32
  2.1 土中的地震应力  18-20
  2.2 刚性挡土墙的地震土压力计算  20-29
    2.2.1 物部冈部计算法  20-23
    2.2.2 罗米谢计算法  23-24
    2.2.3 纳彼特瓦里泽计算法  24-25
    2.2.4 按朗肯土压理论的计算方法  25-26
    2.2.5 地震规范方法  26-27
    2.2.6 按谐振定律的计算方法  27-29
  2.3 柔性挡土墙的地震土压力计算  29-31
    2.3.1 板桩墙地震土压力的计算  29-30
    2.3.2 土钉墙地震土压力的计算  30-31
  2.4 本章小结  31-32
第3章土钉支护结构地震主动土压力计算方法研究  32-41
  3.1 土钉支护结构模型及工作原理  32-34
    3.1.1 土钉支护结构  32
    3.1.2 土钉墙的工作原理  32-33
    3.1.3 土钉的工作原理  33-34
  3.2 理论基础  34
  3.3 地震主动土压力计算模型的建立  34-40
  3.4 本章小结  40-41
第4章工程应用及分析  41-57
  4.1 水平地震系数K_h 对地震主动土压力的影响  41-42
    4.1.1 工程概况  41-42
    4.1.2 结果分析  42
  4.2 水平地震系数K_h 对最危险滑移面的影响  42-43
  4.3 最危险滑移面对土钉总长度的影响  43-56
    4.3.1 6m 高土钉墙  43-46
    4.3.2 8m 高土钉墙  46-49
    4.3.3 10m 高土钉墙  49-52
    4.3.4 12m 高土钉墙  52-56
  4.4 本章小结  56-57
结论及展望  57-58
  1.结论  57
  2.展望  57-58
参考文献  58-62
致谢  62-63
附录攻读学位期间所发表的学术论文目录  63

考虑土钉支护结构作用的地震主动土压力研究和工程应用分析

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