格宾加筋挡土墙动力特性试验研究及数值分析

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1、中南大学博士学位论文格宾加筋挡土墙动力特性试验研究及数值分析姓名：李昀申请学位级别：博士专业：土木工程指导教师：杨果林20100501摘要格宾加筋挡土墙作为一种新型的支挡结构在国内逐渐得到了应用，但格宾网加筋土工作机理研究很少，特别是格宾加筋挡土墙在车辆荷载和地震荷载下的动力特性。本文首先对加筋挡土墙结构的研究现状做了总结和回顾，然后对格宾加筋土挡墙的结构特性、加筋机理、可靠性、动态力学响应和抗震性能进行了系统研究，主要内容有：(1)通过室内拉拔试验，研究了不同加筋材料在红砂岩填料中的摩擦特性和应力应变曲线，可供红砂岩地区格宾加筋挡土墙的设计提供参考。(2)对格宾加筋挡土墙在重复荷载作用下

2、的动力特性进行探讨；利用相似原理，对格宾加筋挡土墙在重复荷载作用下的动态响应进行室内模型试验，得出格宾加筋挡土墙在动力荷载作用下动态响应特性；运用疲劳寿命分析理论，对格宾加筋挡土墙的寿命进行了分析。(3)对格宾加筋挡土墙在地震荷载作用下的地震响应进行研究分析；利用相似设计原理，对格宾加筋挡土墙在地震荷载作用下的地震响应进行室内模型试验，得出格宾加筋挡土墙在地震荷载作用下地震响应特性；利用Newmark“滑动模型"理论，对加筋土挡墙的动土压力、加速度、随机位移反应进行了分析。(4)基于土体及筋土复合材料本构模型，应用有限差分方法，编制数值分析程序，对绿色加筋格宾挡土墙在地震荷载作用下的受力和

3、变形进行了三维有限差分分析，得出了墙体在不同地震动作用下的水平位移、挡墙的沉降量、基底应力及墙背土压力的分布规律。(5)基于随机可靠度理论，在随机车辆荷载不平顺激励下，对加筋格宾挡土墙可靠性进行分析，得出了一些有实用价值的结论和建议。基于人工神经网络理论，提出了加筋格宾挡土墙可靠性的计算方法，编制了基于MATLAB软件的计算程序，并且对各计算方法进行了分析和比较。基于模糊理论，提出了加筋格宾挡土墙模糊随机可靠性的计算方法，编制了基于MATLAB软件的计算程序；提出了支挡结构可靠度的参数敏感性分析方法，进行了各参数敏感度的比较分析。(6)最后对全文进行的工作总结，指出本文工作的不足之处，以及

4、今后需要进一步研究的内容和方向。关键词双绞合六边形格宾网，格宾加筋挡土墙，疲劳模型试验，寿命分析，抗震模型试验，可靠度，有限差分方法ABSTRACTAsanewstructure，gabionreinforcedsoilretainingwallismoreandmoretakenintouseinengineeringinChina．However,theworkingmechanismofgabionmeshreinforcedsoil，speciallydynamiccharacteristicsofgabionreinforcedsoilretainingwallundertraf

5、ficloadingorseismicloading，isveryfewresearched．Inthispaper,thepreviousstudiesonreinforcdsoilretainingwallsaresummarizedandstudiesonstructuralcharacteristic，reinforcedmechanism，reliability,dynamicresponseandseismicpropertyofgabionreinforcedearthretainingwallsarecarriedout．Themaincontentsinclude：(1)

6、Withredsandstonebackfill，frictioncharacteristicsandstress．straincurvesofdifferentreinforcementsarestudiedbasedonpull—outtests，whichprovideareferenceforthedesignofgabionreinforcedsoilretainingwallinredsandstoneareas．(2)Discussionismadeondynamiccharacteristicofgabionreinforcedsoilretainingwalls．Mode

7、ltestsaredesignedbysimilaritytheoryanddynamicresponsecharacteristicsofgabionreinforcedsoilretainingwallsundercyclicloadingareobtained．Besides，lifeanalisesaremadeongabionreinforcedsoilretainingwallsbyfatiguelifean