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重力式挡土墙抗震动力可靠度分析与基于位移法的抗震设计研究

李志强  
【摘要】: 以可靠度理论为基础的概率设计方法,是岩土工程结构抗震设计发展的必然趋势。挡土墙作为岩土工程结构的重要组成部分,在抗震设计中引入可靠度理论,采用可靠度设计方法代替定值设计方法是很有意义的。为此,本文主要做了如下工作: 1.利用随机振动理论和结构动力分析的脉冲响应函数原理,分析了不考虑参数随机性的线性挡土墙在平稳随机地震荷载作用下的随机地震响应,并对影响挡土墙随机地震响应的各种因素进行了分析研究。 2.应用脉冲响应函数法、随机摄动理论以及中心差分法,研究了具有随机参数的线性挡土墙系统在随机地震荷载下的随机响应问题。并用Monte Carlo随机模拟法进行了验证,计算结果比较接近。这也为分析复合随机振动问题提供了一种简单有效的计算方法。 3.采用等效线性化方法考虑土性材料的非线性的影响,进行挡土墙的非线性随机地震响应分析。考虑墙后填土和地基土土体材料的非线性,求得的结果和线性相比,水平位移的均方根响应增加很大。 4.在以上随机地震响应分析研究的基础上,对挡土墙进行了抗震动力可靠性分析。并给出了平稳随机地震作用下,挡土墙抗震动力可靠度的计算流程,这也为岩土工程结构的抗震动力可靠度分析提供了一条实用的途径。 5.总结了国内外有关挡土墙抗震设计规范的主要内容。用实例对基于力法和位移法的挡土墙抗震设计进行了对比分析。研究显示了基于位移法的挡土墙抗震设计比基于力法的抗震设计更能体现地震期间挡土墙的抗震性能。 6.提出了基于位移法的依据可靠度理论的挡土墙抗震设计的基本思路,并给出了设计流程。为可靠度理论应用于其他岩土工程结构的抗震设计提供了理论基础和设计思路。用本文提供的可靠度分析方法和其他确定性分析方法进行对比分析,可以看出:本文的方法更具说服力也更具代表性。


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