探析加筋水泥土挡墙工作机理分析及设计方法研究

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1、天津大学硕士学位论文加筋水泥土挡墙工作机理分析及设计方法研究姓名：李欣申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：郑刚20040101摘要加筋水泥土挡墙作为一种新型的组合式支护结构，在技术、经济、环保等方面存在着诸多优点。但是到目前为止，相关的理论研究和设计方法还无法满足工程实践的需要。因此，本文通过室内外试验研究及有限元分析，从多个方面研究了加筋水泥土挡墙的工作机理，并结合现有的研究成果总结了一整套设计计算方法。在室内，通过材料性能试验得到了天津地区水泥土的抗压强度和弹性模量，以及水灰比、龄期等因素与水泥土抗压强度的关系；通过

2、模型梁试验得到了组合结构的荷载—变形关系，以及钢板与水泥土的应力应变分布和变化规律，并分析了试件的工作特性。在室外，通过型钢的沉入试验，得到天津地区挡墙施工中，小截面型钢的沉入规律；通过对实际加筋水泥土挡墙进行测试，得至U基坑开挖过程中型钢的应力分布及变化规律，以及挡墙的最终变形，并研究了组合结构的工作机理；通过型钢的拔出试验，得到天津地区型钢和水泥土之间的极限侧摩阻力。通过对加筋水泥土挡墙进行有限元对比分析，进一步研究了组合结构的受力特点以及型钢和水泥土之间的相互作用机理。根据试验及有限元分析结果，对加筋水泥土挡墙竖直方向的

3、受力模型作出假定，并从理论上推导出承载力和变形计算公式。同时，结合现有研究成果，对加筋水泥土挡墙的设计计算方法进行了全面的总结。关键词：加筋水泥土；有限元；相互作用；受力模型；承载力ABSTRACTAsanewcompositeretainingstructure，reinforcedcement-soilretainingwallhasmanyadvantagesintechnology,economyandenvironment．Butboththeoryanddesignmethodforitarefarbehindpr

4、actice．Therefore，theworkingmechanismofreinforcedcement-soilretainingwallwasstudiedbyexperimentandfiniteelementmethodinthispaper,andadesignmethodWassummarized．necompressivestrengthandtheelasticmodulusofcement-soilmixtureinTianjindistrict，aswellastherelationsbetweenst

5、rengthanditsinfluencefactors，weremeasuredbytheexperimentofmaterialcharacteristic．TheIoad—distortionrelationofthecompositestructureandthedistributionandvarietyofstressandstraininthematerial，aswellastheworkingcharacteristicofthespecimens，werestudiedbythemodeltestOnthe

6、reinforcedcement-soilbeams．·nesinkinglawofsmallsteelshapeswasreachedbytheexperimentperformedduringtheconstructionofthereinforcedcement-soilretainingwallinTianjindistrict．ThedistributionandvarietyofstressinthesteelshapesandthefinialdisplacementoftheretainingwallWasme

7、asuredbythetestontheactualreinforcedcement-soilretainingwall，besidestheworkingmechanismofthecompositestructurewasanalyzed．Thelimitfrictionstressbetweensteelshapesandcement-soilmixtureinTianjindistrictwasgainedbythepullingoutexperiment．Theworkingcharacteristicoftheco

8、mpositestructureandtheinteractionmechanismbetweensteelshapesandcement。soilmixturewerestudiedbythefiniteelementanalysisonthereinforcedcemen