土工格柵加筋擋土墻應(yīng)力與變形有限元數(shù)值分析及工作機理探討.pdf

1、土工格柵加筋擋土墻的工作性能研究是巖土工程實踐中一個十分重要而具有現(xiàn)實意義的課題，而且在實際工程中很多問題尚未得到合理地解決。 本文首先對以往研究工作進(jìn)行了總結(jié)和分析，然后基于Mohr-Coulomb屈服準(zhǔn)則和Drucker-Prager塑性勢函數(shù)及Duncan-Chang雙曲線模型E-B模式建立了非線性彈性－理想塑性土體單元模型，并采用Goodman單元來模擬格柵和土的相互作用，編寫了土工格柵加筋擋土墻有限元計算程序，分析并驗

2、證了該有限元計算程序的合理性與可靠性，并進(jìn)一步運用該程序計算大量的算例，得到了一些有益的結(jié)論。而后討論了不同理論下筋帶拉力的計算方法，通過與數(shù)值計算結(jié)果進(jìn)行對比分析，推薦了筋帶拉力的計算公式；并通過推導(dǎo)得出加筋間距的極值公式，與工程經(jīng)驗相結(jié)合，優(yōu)化了加筋間距的確定方式；為評估最大側(cè)向變形，給出了側(cè)向變形最大值的簡要計算方法，有一定的工程實用意義。本文具體完成的工作如下： 1.建立了在平面應(yīng)變條件下，土體為非線性彈性－理想塑性單元

3、、接觸面為Goodman單元、格柵為線性桿單元以及面板為線彈性梁單元的有限元數(shù)值計算模式； 2.以加拿大皇家軍事學(xué)院(RMC)足尺試驗墻為研究對象，驗證了計算模型可以合理而有效地分析土工格柵加筋土擋墻的工作性能； 3.以強度折減法原理為基礎(chǔ)，討論了塑性區(qū)的分布形式； 4.以RMC試驗墻為基礎(chǔ)，通過變動了填土、加筋和面板等有關(guān)參數(shù)，進(jìn)行了參數(shù)敏感性的分析，得到了一些有參考價值的規(guī)律性結(jié)論； 5.通過工程實例

4、驗算，表明了程序具有工程實用價值； 6.通過不同墻高的算例分析，表明了面板側(cè)向變形和最大筋帶拉力沿墻高的分布； 7.討論了不同理論下筋帶拉力的計算方法，并通過與數(shù)值計算結(jié)果進(jìn)行對比分析，推薦了筋帶拉力的計算公式； 8.通過推導(dǎo)得到了加筋間距的極值公式，并與工程經(jīng)驗相結(jié)合，對加筋間距確定方式進(jìn)行了優(yōu)化； 9.為評估最大側(cè)向變形，給出了墻面最大側(cè)向變形的簡便計算方法，并通過對算例的計算分析，表明它具有一定的參