挡土墙土压力理论研究与数值分析

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1、Y1218581分类号UDC密级学校代码!Q5鲤讯{l童工繁火秀’硕士学位论文题目：挡土墙土压力理论研究与数值分析英文题目：TheoreticalresearchandNumericfliAnalysisofEarthPressuresonRetainingWall研究生姓名(签名)燃撸导教师姓名(签名)垂盘职称碰申请学位学科名称蚩±王猩学科代码081401论文答辩日期二k：斟学譬授予F1翟——学院负责人(签名)Z鱼!竖盔评阅人姓名_二自4_珏评阅人姓名_l壤}他争茹硅．6只sR湖北工业大学硕士学位论

2、文摘要在土力学中，计算土体作用于结构上的作用力是一个古老的课题，经典的库仑和朗肯土压力理论，因其计算简单和力学概念明确，一直为工程设计所采用。但由于经典的土压力理论存在着两个明显的弱点：一是要求土体变形达到极限状态的临界条件；二是经典土压力理论没有考虑中主应力的影响；再加上岩土工程的复杂性，土压力问题成为一个至今仍难以用理论计算做出精确解答的问题。本文对作用于刚性挡土墙上土压力的大小及其分布规律研究，在平面应变条件下应用Lade．Duncan屈服准则和松冈元．中井照夫屈服准则，得到了考虑中主应力作用影

3、响的主动和被动土压力计算公式。计算结果表明，基于此二准则计算主动土压力比朗肯土压力公式计算的结果大，而被动土压力比朗肯土压力公式计算的结果小，算例表明该公式比朗肯理论更符合工程实际，对实际工程应用有一定参考价值。针对考虑位移影响的土压力，采用正切函数对朗肯土压力理论进行实质性的改进，在分析土压力随挡土墙位移发展规律的基础上，给出了一种新的考虑位移影响的土压力计算模型。算例表明推导的新公式较好地反应了挡土墙土压上力大小随挡土墙位移变化而变化的特性。同时利用以上结果推导了基坑开挖卸荷情况下墙前被动土压力一

4、种简单实用的计算公式。利用ANSYS数值分析软件对作用在挡土墙上土压力进行有限元数值模拟，采用D．P理想弹塑性模型，土和墙之间的接触关系采用无厚度接触单元，对墙后土体二维和三维受力状态建模进行数值模拟，以研究中主应力及挡土墙位移对土压力大小的影响。结果表明二维和三维状态得出的土压力大小差别很大，位移对土压力的大小影响较明显。按经典土压力计算的土压力，难以真实反应挡土墙上实际作用土压力的分布和大小。因此，在土压力计算时应考虑土体三维空间应力状态，建立非线性土压力与挡土墙变形的有限元计算模型，以提高土压力

5、计算精度和对挡土墙的变形控制，调动并发挥土体自身控制变形的最大潜力，以获得显著的经济效益。关键词：土压力平面应变Lade-duncan屈服准则松冈元．中井照夫屈服准则中主应力位移卸荷有限元湖北工业大学硕士学位论文AbstractThedeturminatiOnofforcesonstructuresWhichageconnectedtoearthmassisofparamountimportanceinappliedGeotechaicalEngineering．Classicalearthpress

6、uretheoriesenunciatedbyCoulombandRankinehavebeenwidelyusedfortheearthpressureanalysisandthedesignoftheretainingstructureswithinthevalidityoftheassumptionsofthesetheories．ThetraditionalformulaofRankineearthpressureofretainingwallisdeducedbasedonMohr-Coul

7、ombstrengththeoryinwhichtheintermediateprincipalstressisnotconsidered．Thisarticleisunderplanestraincondition，appliesLade—DuncanfailurecriterionandSMPfailurecriteriontosubmitthecriterionexpressionform，considerstheintermediateprincipalStressinfluenceiniti

8、ativeandtheupliftformula．TheexamplecalculationandthetheoreticalformulainferentialreasoningindicatedsubmitsthecriterioninferentialreasoningearthpressureformulabasedonLade-DuncanandSMPtoconformtoatpresentmassivetestresultandthetheo