浅谈循环荷载下土钉支护边坡的力学响应研究

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1、分类号TU457密级GK循环荷载下土钉支护边坡的力学响应研究研究生姓名：廖新贵指导教师姓名、职称：祝方才教授学科专业：岩土工程研究方向：边坡稳定理论与实践湖南工业大学二〇〇九年四月八日万方数据分类号TU457密级GK循环荷载下土钉支护边坡的力学响应研究MechanicalResponseofSoilNailedWallunderCyclicLoad研究生姓名：廖新贵指导教师姓名、职称：祝方才教授学科专业：岩土工程研究方向：边坡稳定理论与实践论文答辩日期答辩委员会主席湖南工业大学二〇〇九年四月八日万方数据湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论

2、文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：年月日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名：日期：年月日万方数

3、据硕士学位论文：循环荷载作用下土钉支护边坡的稳定性研究摘要土钉支护以其施工简便，低成本和良好的支护性能广泛应用于基坑，边坡支护，巷道围岩支护中。大量工程实践、试验研究与理论分析计算业已证明，土钉支护具有良好的抗动载性能和优越的经济技术效果。但是随着经济建设的发展，车流量和载重量的增加，交通荷载对土钉支护边坡的受力、变形特性的影响越来越大。国内外对动载作用下土钉支护边坡的稳定性研究研究鲜有报道。为此，笔者通过模型试验和数值计算研究了循环荷载作用下土钉支护边坡的稳定性。设计了循环荷载下土钉支护边坡室内模型。依据正弦波波形进行力控制加载，加载频率为2Hz，加载次数为

4、10000次，设计了10-30、30-50、50-70kN三种加载幅值。发现面板位移和坡顶沉降在周期加载初期出现明显的累积效应，当加载到一定次数后，累积效应逐渐衰减，面板位移最终趋于稳定，表现为弹性变形。为便于对比，利用ADINA有限元分析软件，基于Mohr-Coulomb准则，建立了平面应变有限元模型。研究发现，面板位移及坡顶沉降表现出与模型试验相似的累积特征；累积效应随加载次数的增加呈显著的衰减趋势；循环荷载下土钉轴力的累积效应并不明显。研究了荷载作用下荷载频率、面板刚度、剪胀性对土钉支护边坡稳定性的影响。研究发现荷载频率对支护体稳定性的影响较大，面板位移

5、随加载频率的增大而近似的成线性增长。面层厚度、面层模量、剪胀性对支护体稳定性影响不大。研究发现无论是模型试验还是数值计算，循环荷载作用下的支护体位移与土钉轴力均表现出一定的累积效应，并与载荷幅值存在较大的相关关系。通过模型试验和数值模拟两部分的对比分析，得出了一系列结论，为工程实践提供参考。关键词：土钉支护；循环荷载；模型试验；数值模拟；面板位移；坡顶沉降；土钉轴力I万方数据摘要ABSTRACTSoilNailingforitsconvenienceconstruction，lowcostandgoodperformanceofthesupportiswide

6、lyusedinfoundationpit，slopesupportandsurroundingrocksupport.Alargenumberofengineeringpractice，experimentalresearchandtheoreticalanalysishaveshownthatsoilnailinghasagooddynamicloadperformanceandthesuperiorityeffectofeconomicandtechnological.However,asdevelopmentofeconomicconstruction

7、,whichleadtoincreaseoftrafficload，theimpactoftrafficloadonthedeformationofsoilnailedslopebecomeslarger.Bothdomesticandforeignstabilitystudyofsoilnailingunderdynamicloadisrare.Inthearticle,stabilityofthesoilnailedslopeundercyclicloadingisstudiedindetailthroughmodeltestandnumericalsim

8、ulation.Firstly,aSo