基于统一强度理论有限填土土压力计算及挡墙优化设计

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1、学校代号10532学号S1301W1093分类号TU432密级公开工程硕士学位论文基于统一强度理论有限填土土压力计算及挡墙优化设计学位申请人姓名王思逸培养单位土木工程学院导师姓名及职称陈昌富教授吴其芳高级工程师学科专业建筑与土木工程研究方向边坡工程与支挡结构论文提交日期2015年5月30日学校代号：10532学号：S1301W1093密级：公开湖南大学工程硕士学位论文基于统一强度理论有限填土土压力计算及挡墙优化设计学位申请人姓名：王思逸导师姓名及职称：陈昌富教授吴其芳高级工程师培养单位：土木工程学院专业名称：建筑与土木工程论文提交日期：2015年5月30日

2、论文答辩日期：2015年6月2日答辩委员会主席：赵明华教授ThrustonretainingwallswithnarrowbackfillbasedonunifiedstrengththeoryandoptimizationdesignofretainingwallbyWANGSiyiB.E.(HunanUniversity)2013AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinArchitectureandCivilEngi

3、neeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorCHENChangfuSeniorEngineerWUQifangMay,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明．所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研巧成果。除了文中恃别加标注引巧的内容外，本论文不包含任何其他个人或，巧集体己经发表或撰写的成果作曲。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体已在文中科明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：ｉ疼复日期：＞ｆｒ年占月

4、日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保。留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权湖南大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检。１、索，可＾１采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于１、□在。，年解密后适用本授权书保密２、不保密ｇＬ＂＂Ｖ）（请在ｙ＊上相应方框内打心谷作者签名曰期：年月／曰；ｉ見遗若－年月曰导师签名：去＾曰期＾义Ｉ基于统一强度理论有限填土土压力计算及挡墙优化设

5、计摘要随着城市的不断发展，土地资源愈发紧张，经常发生拟建建筑基坑挡墙与既有建筑地下室外墙相隔很近的情况。对于山区挡土墙，常因靠近岩石边坡，从而形成有限填土空间。若运用库伦和朗金理论来计算土压力，则需要墙后填土有足够的宽度，以使滑裂面充分发展。因此，有限填土情况下的挡土墙土压力计算和挡土墙截面优化设计均亟待解决，且具有广阔的前景。本文对挡土墙后有限填土土压力以及挡土墙截面优化设计进行了较为深入的探讨，主要内容如下：首先，假定挡土墙后填土滑动面为通过墙踵的多楔体平面，基于极限平衡理论，推导得到了墙后填土区狭窄，墙面倾斜、粗糙，填土面向上倾斜，并考虑地面超载和地

6、震影响的无黏性土主动土压力解。随着墙后填土宽度的改变，破坏模式实现从单楔体到双楔体甚至三楔体的转换，使得计算更加灵活。计算结果表明：随着填土宽度的减小，土压力随之减少，且恒小于库伦值。而当墙面倾角较大时，该方法与库伦法差别较小。这是由于随着墙面倾角的增加，填土顶面的宽度也随之增加，使得其破坏模式倾向于与库伦法相近的情况。然后，假定挡土墙后填土滑动面为通过墙踵的平面双滑块模式，基于Morh-Coulomb强度理论和极限分析原理，推导出适用于无黏性土的主动土压力解。结果表明：本方法得到的土压力呈非线性分布，且土压力强度随深度增大而增大，在靠近墙底处其增幅逐渐减

7、小。其次，假定挡土墙后填土滑动面为通过墙踵的对数螺旋面和平面组合模式，基于统一强度理论和极限分析原理，推导出适用于黏性土的主动土压力解。当材料切应力系数B=2，统一强度理论回归为Morh-Coulomb强度理论。结果表明：该方法所得土压力系数大于本文以极限平衡理论为基础提出的方法所得的解。这是由于基于极限分析方法所得解为土压力的上限解，且土压力合力作用点一直在变化，不总在距离墙踵1/3墙高处。最后，以挡土墙截面面积为目标函数，以截面几何参数为设计标量，将抗滑抗倾覆稳定性、基底应力和结构构造要求作为约束条件，建立了有限填土重力式挡土墙优化模型，提出了基于遗传

8、算法有限填土重力式挡土墙智能优化计算方法，并基于MATLAB编制了