土釘在拉拔荷載作用下的力學(xué)特性研究.pdf

1、土釘支護(hù)是用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種新的擋土技術(shù)，以其經(jīng)濟(jì)、可靠且施工速度快，已在我國得到迅速推廣與應(yīng)用。大量工程實例表明，土釘?shù)钠茐男问街饕獮榘纬銎茐模移茐氖菨u進(jìn)性的，但由于土釘-土界面相互作用的復(fù)雜性，目前還沒有完善的關(guān)于土釘在拉拔荷載作用下漸進(jìn)性破壞的土釘應(yīng)力分布及極限拉拔力的研究成果或規(guī)范。因此，本文從土釘-土界面荷載傳遞模型入手，進(jìn)而從漸進(jìn)性破壞角度對土釘在拉拔荷載作用下的應(yīng)力分布及極限拉拔力進(jìn)行了理論研究。本文的主要研究

2、內(nèi)容與成果如下：
　　(1)考慮了土釘-土界面剪切漸進(jìn)性破壞過程中土體的軟化性及伴隨發(fā)生的應(yīng)變局部化現(xiàn)象，將應(yīng)變梯度塑性理論，應(yīng)用于拉拔荷載作用下簡化的土釘-土界面三線性軟化型荷載傳遞模型(Tri-Linear Softening Load Transfer Model,簡稱,TLSLTM)中?？紤]了軟化階段土釘-土界面剪切破壞主要為土顆粒的破碎階段，忽略彈性軟化階段的彈性剪切位移，即假設(shè)土釘-土界面軟化階段的剪切位移為塑性剪切位

3、移，因而得到了殘余剪應(yīng)力對應(yīng)的剪切位移的理論解析解，并通過土釘拉拔力-拉拔位移理論值與試驗值對比，對土釘-土界面荷載傳遞模型的實用性與適用性進(jìn)行了間接試驗驗證，為從理論角度直接研究土釘-土界面荷載傳遞特性及土釘力學(xué)特性提供了依據(jù)；
　　(2)對考慮土釘-土界面軟化性的簡化的三線性界面荷載傳遞模型中的峰值剪應(yīng)力對應(yīng)的剪切位移及殘余剪應(yīng)力對應(yīng)的剪切位移進(jìn)行了參數(shù)分析，得出：峰值剪應(yīng)力對應(yīng)的剪切位移較小，而殘余剪應(yīng)力對應(yīng)的剪切位移較大，

4、驗證了在軟化階段忽略彈性剪切位移的假設(shè)是合理的；峰值剪應(yīng)力對應(yīng)的剪切位移受剪切帶厚度影響較大，殘余剪應(yīng)力對應(yīng)的剪切位移受剪切帶厚度及軟化模量的影響較大。
　　(3)從漸進(jìn)性破壞角度，考慮了土釘在拉拔過程中土釘-土界面的滑移，即土體軟化階段的顆粒破碎以及土釘與土體相比的剛體作用綜合影響的滑移作用，在軟化階段與殘余階段分別引入滑移系數(shù)來表示兩者的滑移關(guān)系，基于土釘-土界面三線性軟化型荷載傳遞模型，從漸進(jìn)性破壞角度推導(dǎo)了土釘應(yīng)力分布及極

5、限拉拔力的理論解析解，為從漸進(jìn)性破壞角度對實際工程中土釘?shù)牧W(xué)特性預(yù)測提供了理論依據(jù)；
　　(4)用三線性土釘-土界面荷載傳遞模型及引入的土釘-土界面滑移系數(shù)對極限拉拔力進(jìn)行了參數(shù)分析，并得出：三線性軟化型土釘-土界面荷載傳遞模型中的參數(shù)及軟化階段、殘余階段土釘-土界面滑移系數(shù)對極限拉拔力的影響較大。軟化階段土釘?shù)纳扉L位移與土釘-土界面剪切位移間的滑移系數(shù)越小，極限拉拔力越大，則在軟化性土中，若采用理想彈塑性土釘-土界面荷載傳遞模