基于土拱效應地震作用下樁間擋板土壓力研究.pdf

1、樁板式擋墻支擋能力強后期維護成本低，廣泛應用在鐵路、公路、水利、建筑等各類建設工程中。樁板擋墻支護挖方邊坡時樁間會形成土拱效應，因而與填方邊坡有明顯不同。土拱效應成為影響樁間土體穩(wěn)定和擋板土壓力分布的重要因素，合理利用土拱效應可以充分利用土體自身的強度，降低樁板擋墻的工程造價。雖然樁間土拱效應的存在已被熟知，但關于樁間土拱的幾何形態(tài)及土壓力分布尚未形成共識。擋土板上的土壓力計算理論仍不完善，尤其缺乏地震作用下土拱的穩(wěn)定性研究及土壓力計算

2、理論，導致目前地震區(qū)樁間擋土結構的設計仍存在一定的盲目性。
　　論文以國家自然科學基金重點項目“山地建筑結構地震破壞機理與抗震設計理論”（No.51638002）為依托，從工程實際出發(fā)，采用室內(nèi)模型試驗與理論分析相結合的方法，開展了地震作用下樁板擋墻土拱效應穩(wěn)定性分析和擋板土壓力計算理論研究。論文主要的工作和研究內(nèi)容如下：
　?、僮孕性O計樁板擋墻室內(nèi)試驗模型，進行了樁板擋墻土拱效應模型試驗。根據(jù)VIC-3D非接觸式全場應變測

3、量系統(tǒng)監(jiān)測結果，研究了樁間土拱效應形成前后坡頂土體的位移場變化規(guī)律，探索了樁間土拱效應的形成機理。
　　②開展了邊坡開挖過程室內(nèi)模型試驗，研究了土拱效應形成過程中樁和擋板上的土壓力變化情況，得出了板跨方向土壓力分布規(guī)律。通過摘除樁間擋土板，研究了樁間滑體的三維形態(tài)。
　?、弁ㄟ^樁板擋墻振動臺試驗，研究了地震作用對擋板土壓力和土拱效應的影響。分析了不同地震波、地震動參數(shù)等對樁板擋墻土壓力和土拱穩(wěn)定性的影響。發(fā)現(xiàn)了邊坡在地震作用

4、下的“鞭梢”效應，分析了樁間土拱效應影響下樁背和樁間擋板土壓力對地震作用的不同響應規(guī)律。
　?、芡ㄟ^將土拱效應簡化為平面應變問題，推導了土拱的合理軸線方程及拱體的最不利截面位置，并與模型試驗結果進行了對比驗證。
　　⑤采用水平層分析法和擬靜力法，建立了動力荷載作用下樁間擋板土壓力計算模型，提出了一種考慮動力荷載和土拱效應共同影響的樁間擋板土壓力計算方法。通過與卸荷拱法、擬化筒倉法、邊坡規(guī)范法對比，驗證了計算方法的有效性。最后