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《长安大学》 2005年
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基于ANSYS加筋土挡墙有限元分析

王佳运  
【摘要】:本文以西宁某段高速公路路肩式加筋土挡墙工程为依据,通过运用ANSYS有限元软件对加筋土挡墙进行模拟分析和计算,并结合离心模型试验、理论计算对有限元分析进行了验证。运用有限元理论与方法对加筋土挡墙不同加筋间距的拉筋的最大拉应力、不同加筋间距及不同荷载作用下的筋体拉应变、墙面侧向位移、不同填土内摩擦角的墙面侧向位移进行了数据统计、分析和对比,主要对加筋土挡墙的潜在滑移面、合理的加筋竖向间距以及拉筋的长度进行了分析和研究。有限元模拟分析结果与土工离心模型试验结果以及拉筋长度理论计算进行了对比分析。研究表明:1、加筋土挡墙的潜在滑移面与挡土墙顶面交于0.3H附近,但是形状为对数螺旋线型;2、筋体拉应变存在两个峰值,一处在面板处,另一处在距面板一定距离处,并在距面板0.6倍不足0.7倍墙高处接近于零值,加筋采用0.7倍墙高长度是可以提供足够的锚固力以确保挡土墙的稳定;3、随着加筋间距的减小或加筋层数的增加,拉筋的拉应变及墙面侧向位移随之逐渐减小,加筋间距增大一倍,墙面侧向位移增大到5倍左右,并且随着加筋间距的减小,墙面最大侧向位移曲线在加筋层数为12(加筋间距为0.5米)由陡变缓,并在加筋层数为15(加筋间距为0.4)时,曲线斜率接近于零,说明加筋间距对墙面侧向位移的影响已不明显,从而也说明加筋间距采用0.4米是比较合理的;4、随着填土内摩擦角的增大,墙面侧向位移逐渐减小;5、应力法和楔体平衡法计算拉筋长度比较保守,采用有限元法分析得出的拉筋长度可以很大程度上节约筋材,降低工程造价。结合本文研究的结果及加筋土挡墙设计中存在的问题,提出了设计建议:拉筋长度为挡土墙高的0.7倍,竖向加筋间距为0.4米,不仅可以提供足够的锚固力,使土体达到稳定,同时可以很大程度上节约拉筋用量,降低工程造价。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:U417.115

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