碩士學位論文-衡重式擋土墻受力及變形特性離心模型實驗研究

1、西南交通大學研究生學位論文衡重式擋土墻受力及變形特性衡重式擋土墻受力及變形特性離心模型實驗研究離心模型實驗研究年級二OO二級姓名申請學位級別碩士專業(yè)巖土工程指導教師二零零四年六月西南交通大學碩士研究生學位論文第I頁摘要擋土墻，是為了保證填土或挖方位置穩(wěn)定而修筑的永久或臨時性的墻或類似于墻的一類人工構造物。廣泛運用于公路、鐵路邊坡，水利工程岸堤防護，建筑物四周，礦山坑道等工程中。根據結構形式的不同，擋土墻可分成很多類別，其中衡重式擋土墻由

2、于衡重臺的存在，改善了墻體的受力性能，增強了抗滑移能力和抗傾覆能力，而使其運用范圍更廣。因此，清楚地認識衡重式擋土墻的受力及變形特性、進行準確的計算和設計便具有重要價值。目前，對擋土墻的土壓力計算仍沿用經典的庫倫土壓力理論（C.A.Coulomb，1773）和朗金土壓力理論（W.J.Rankine，1857）兩大理論。經典土壓力理論計算簡便，基本能滿足工程建設的精度要求；但一些基本假設不符合實際情況，使其適用范圍、準確性、可靠性等受到影

3、響。為深化和發(fā)展擋土墻的土壓力理論，許多學者在經典土壓力理論的基礎上作了進一步的工作，對粘性土的土壓力計算、土壓力的非線性分布、破裂面形態(tài)、土壓力大小及分布規(guī)律及影響因素等課題進行了研究。衡重式擋土墻的衡重臺使墻背土壓力的大小及分布、變化規(guī)律有別于一般的重力式擋土墻。目前對衡重式擋土墻的土壓力計算采用將上、下墻段分開計算，取矢量和作為墻背總土壓力的方法。由于沒有考慮上、下墻背土壓力的相互影響，而使其誤差較大。總的說來，對衡重式擋土墻的認

4、識還不夠深入，研究成果較少；對墻背土壓力分布規(guī)律及影響因素、作用機理的研究，還沒有形成系統(tǒng)的理論。對擋土墻土壓力的研究，有理論推導、數(shù)值計算、現(xiàn)場監(jiān)測、室內普通模型試驗、離心模型試驗等途徑。離心模型試驗由于能有效地模擬重力作用下構筑物的真實性狀，反映、表示原型而顯示出優(yōu)越性，同時由于其特殊的時間比尺使其在模擬巖土工程時大大縮短了實驗時間，在巖土工程領域得到了廣泛的運用。有學者運用數(shù)值計算、現(xiàn)場監(jiān)測、室內普通模型試驗進行了衡重式擋土墻的土

5、壓力研究。但將離心模型試驗運用于衡重式擋土墻土壓力的系統(tǒng)研究，還很少有研究成果見諸報端。本文以318國道一段衡重式擋土墻為原型，運用離心模型實驗對衡重式擋土墻的受力及變形特性進行研究。共設計了九組離心模型試驗，通過不同影響因素的組合，達到不同的設計意圖。實驗內容包括土工格柵作用下的墻背土壓力及變形變化規(guī)律、不同壓實系數(shù)下的墻背土壓力及變形變化規(guī)律、不同位移模式下的土壓力及變形變化規(guī)律，運用自制的位移控制機構，實現(xiàn)對衡重式擋土墻的受力及變