桩基托梁挡土墙力学作用机理试验的研究和数值分析

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1、心川火学硬L学位论文Y778803桩基托梁挡土墙力学作用机理试验研究与数值分析水工结构工程专业硕士研究生：高志辉指导教师：张立勇摘要挡土墙是土木建筑、水利水电、铁道交通等工程建设中广泛应用的一种结构物。在众多挡土墙形式中，衡重式挡土墙以结构简单、施工方便、节约用地。并能就地取材等优点在工程中应用广泛。但衡重式挡土墙对地基的要求较高，在地基承载力不能满足设计要求的地区，通常在挡土墙下设置托梁和桩基，利用托梁通过桩基将挡土墙上所受作用力传递给深层地基，来满足对地基承载力的要求。因此桩基、托梁和挡土墙常常作为一种支挡结构体系出现在工程实际中。在实际应用中，由于土体与结构

2、之间的作用力与很多因素有关，同时结构之问相互作用存在超静定因素，所以至今为止，人们还不能完全揭示桩基托梁挡土墙结构与土相互作用的机理，挡土墙、托梁和桩三者的受力特点及其之间的相互作用尚待进一步深入研究。本论文研究内容主要包括模型试验和有限元数值分析计算两部分。研究的目的在于针对不同的地基情况，通过模型试验和数值模拟分析，对墙后土压力的作用形式及其分布规律、桩基的承载变形和托梁的受力形式进行研究，分析桩基托梁挡土墙结构体系的沉降变形趋势和体系中各结构的应力分布情况及其墙后土压力的大小和分布情况，揭示对墙后土压力和桩基承载力产生影响的主要因素。通过研究分析，并与桩基托

3、梁挡土墙结构现行计算分析模式进行对比，以验证传统设计方法的合理性，使桩基托粱挡土墙结构设计更趋于合理化，四川大学硕士学位论文促进这种支挡结构在工程中的快速发展。依照桩基所处不同的地基情况，共分为土基和岩基两种试验方案。在有限元数值分析计算中，对试验得出的结果进行了对比，并对试验无法涉及的部分迸一步的分析计算。本次模型试验及有限元数值模拟计算主要得到以下几方面结果：1．桩基托梁挡土墙结构沉降变形趋势、结构体系的应力分布情况及其墙后土压力的大小和分布情况：2．挡土墙填筑过程中，墙后土压力、桩基与土体之间的摩擦力及其桩底压力的变化情况；3．找出影响土体与结构作用的主要因

4、素，揭示结构的受力特征和结构之fBJ的传力机理。关键词：衡重式挡土墙，托梁，桩基，模型试验，数值分析四川1人学硕．}学位论文EXPERIⅣ匝NI’AI．STUDYANDNI7Ⅳ眶RICALANAIYSISOFMECHANICALBE}弘ⅣIORoFPILEFOUNDATIoN-1RINDv匝RBEAM．REl'A删GⅥ0气LLSTRUCT【瓜EHydraulicS觚lcturcEngineeringPostgraduate：G-aozhlhulAdvisor：ZhangliyongAbstractRetainingwalliswidelyusedinthecons

5、tructionofcivil，hydraulic&electricaland倘cengineering．Amongvariouskindsofforms．shelf-retainingwallisthemostpopularbecauseofitsmultiplexadvantages，suchassimplestructure，easeofconstruetability,andconvenientprocurementoflocalresources，ctc．However,shelf-retainingwallholdsrigidrequirementup

6、onthepropertiesoffoundation．Insituationwherethebearingcapacityofthefoundationcall’tmeettherequirementofdesigning，thetrinlmerbeamandpilefoundationareusuallydesignedundertheretainingwalltotransferforcefromtheretainingwalltothepilefoundationthrou曲thetrimmerbeamtosatisfytherequirementsoft

7、hefoundation．Hencethepilefoundation，trimmerbeamandretainingwalloftenappearasabracedretainingflameinengineeringapplications．Sincethesoil—structureinteractionrelatestomanyfactors，andhypcrstaticelementsexistintheinteractionbetweenstructures，uptonowpeoplecall’tthoroughlyaddressthemechanis

8、mbetw