王卫华[1]2005年在《重力式、悬臂式、扶壁式挡土墙结构优化设计与选型》文中指出随着地处山区的边坡建筑、高等级公路和铁路建设以及城市中大量高层建筑的兴建,挡土墙在基坑和边坡中的应用越来越广泛,而深入开展研究这些地区边坡支挡结构的分析与设计研究,对在保证公路、铁路和建筑物的使用安全,减少滑坡、泥石流对其的危害的前提下降低工程造价具有重大的意义。 传统的结构设计采用的是重复设计方法,一方面设计繁复冗长,效率很低;另一方面,一般设计单位不大可能花费大量的人力和时间去进行多方案的比较,往往最终确定的方案并非理想的可行方案。最终方案的合理性多受初始方案的影响,并且很大程度上取决于设计者的经验。本文首先在现有理论的基础之上建立重力式、悬臂式、扶壁式叁种类型的挡土墙结构的优化模型,为保证该程序的使用范围,在优化模型中考虑了有粘性填土的土压力,特别是推导了粘性填土的第二破裂面计算公式,然后利用Matlab在复形法优化算法的基础上编写了该叁种挡土墙结构型式的优化程序,最后在相同参数的前提,对该叁种支挡结构进行最优经济对比分析,在单种类型结构优化的基础上进行结构选型分析,并且在已编制的优化程序的基础上进行不同土质参数及坡高等的系列计算,通过对计算结果的对比分析总结出结构选型分析的优选结果,把传统的单一结构优化设计提升到多种结构优化比选,实现了高一层次的优化设计,本文研究结论为优选设计提供了新的途径,研究结果也可为设计人员在实际设计时提供参考。
焦峰[2]2004年在《扶壁式挡土墙结构的最优设计》文中进行了进一步梳理近年来随着公路、铁路和城市建设的加快，虽然在这些地区的边坡设计上以前做过一些设计研究工作，但研究很不系统。目前，应用在黄土及湿陷性黄土地区边坡上的支挡结构形式单一，边坡坡度较小，占地面积大，造价高，不太符合安全、经济和高效的现代设计理念。本文探讨了挡土墙的作用、形式、应用现状、研究现状及发展趋势。选择山区公路、铁路和城市边坡中可靠度较高经济性较好填方支挡结构-扶壁式挡土墙结构进行优化设计，使扶壁式挡土结构的材料强度充分发挥以达到使用安全和经济效益最佳的目的。首先，确定土压力。由于挡土墙所承受的主要荷载是土压力，因此采用工程中普遍使用的库仑土压力理论来计算土压力的大小和作用点。其次，确定扶壁式挡土墙各个构件的计算模型和计算荷载，由此进行内力分析，计算出结构内力。然后，以扶壁式挡土墙工程的总体造价为目标函数，对墙面板、趾板、踵板及扶肋的截面尺寸和配筋等作为设计变量，以结构的强度、稳定性和规范规定的构造要求为约束条件建立数学模型，采用网格法对扶壁式挡土墙结构进行优化设计，最后，优化设计结果与工程实例进行了对比分析。并能使之优化程序应用于工程实践。本文所采用的优化思想还可以应用到其它类似的支护结构设计当中。
薛程[3]2017年在《超高水工挡土墙受力性能研究与优化》文中研究指明挡土墙是用于阻止土壤变形、坍塌的一种建筑物,在岩土工程中被广泛应用。水工挡土墙是在有水工况下的一种特殊形态的挡土墙结构,在设计原理上与普通挡土墙一致。这类水工挡土墙具有多种作用,不但能够挡土,同时还可以连接岸边、引导水流、侧向防渗等。随着水利工程的不断发展,工程中所需水工挡土墙的高度逐渐增大,普通的挡土墙结构型式已无法满足超高挡土墙稳定性的需求,空箱扶壁式组合结构应运而生。但由于空箱扶壁式组合结构较为复杂,对其受力性能与墙后土压力进行理论计算十分困难,也没有详细设计规范可供依据,实际工程应用中,对此结构型式的设计多基于设计人员的经验,由此导致设计多相对保守,材料浪费,从而提高了工程造价。本文基于实际工程,以一高度约为17m的超高空箱扶壁式水工挡土墙为研究对象,对该水工挡土墙在静力作用下叁种不同工况的受力性能进行研究与分析,并对结构进行7度地震烈度设防下的动力响应分析,根据静、动力分析结果对该水工挡土墙进行优化,以降低此大型水工建筑物的工程造价。主要研究方面如下:(1)对国内外水工挡土墙结构型式变化历程、受力性能研究与发展现状、结构优化设计研究现状进行归纳总结。(2)研究墙-土接触状态非线性特性、土体与混凝土的非线性材料特性、阻尼与地震波选取等原理与方法。(3)以某泵站进水侧超高空箱扶壁式水工挡土墙为研究对象,考虑超高挡土所导致的地基变形对于结构受力性能的影响,对结构在叁种不同水位工况下的受力性能进行研究与分析。(4)以静力分析为基础,采用时程分析法对该超高空箱扶壁式水工挡土墙进行7度地震烈度设防下的动力响应分析,研究地震动荷载下结构的受力性能。(5)基于静、动力数值模拟结果,应用Ansys Workbench对该超高空箱扶壁式水工挡土墙进行尺寸优化,在保证结构强度与稳定性的前提下,降低工程造价,提高工程经济效益。
章宏生, 沈振中, 徐力群, 周志杰, 叶兴成[4]2017年在《新型装配扶壁式挡土墙结构特性有限元分析》文中研究说明新型装配扶壁式挡土墙具有环保美观,施工速度快的优点,但存在新老混凝土结合面及拼接缝,影响结构整体性。结合宿迁市马陵河整治工程,采用有限元法,分析研究了该挡土墙结构的应力、位移和变形特性及新老混凝土结合面参数对结构受力性态的影响。结果表明,新老混凝土结合面剪应力小于抗滑力,剪切变形很小,属弹性变形,结合面黏结良好;拼接缝处面板拉应力远小于混凝土抗拉强度;新型装配扶壁式挡土墙拉应力较大区域分布于扶壁上端与预制板连接处、扶壁前端与底板连接处及面板与底板连接处,最大值为1.15 MPa,小于混凝土抗拉强度设计值;挡土墙变形及位移均很小,满足应用要求;不考虑结合面黏聚力时,结合面摩擦系数在0.5以上,结构强度均能满足要求。该工程新型装配扶壁式挡土墙安全性满足要求,技术方案是可行的,可推广应用,成果可供设计和施工参考。
刘晓博[5]2013年在《带斜背板扶壁式钢筋混凝土挡土墙受力的有限元分析》文中指出挡土墙在公路、铁路、水利以及工业与民用建筑中的应用十分广泛，同时作为支承路基填土或山坡填土，防止填土或土体失去稳定性的一种构筑物，它还广泛的应用于整治崩塌、滑坡等病害中，在我国这样的一个多山国家，挡土墙的应用非常广泛，加强挡土墙的相关研究具有良好的学术及工程意义。本文首先简单阐述了现有的各种挡土墙的类型、特点、适用范围以及优缺点，进而提出一种新型挡土墙，即带斜背板的扶壁式钢筋混凝土挡土墙，然后介绍了有限元法理论及大型有限元软件ANSYS，进而利用ANSYS有限元分析软件对斜背板与面板等高型、斜背板低于面板型以及斜背板低于面板且带水平延伸板型这叁种形式的带斜背板的扶壁式钢筋混凝土挡土墙进行了分析。对于斜背板与面板等高型，主要探究不同水平底板长度和斜背板角度对挡土墙及土体变形与受力的影响；斜背板低于面板型，主要探究不同斜背板高度和斜背板角度对挡土墙及土体变形与受力的影响；斜背板低于面板且带水平延伸板型主要探究不同斜背板高度和延伸平板长度对挡土墙及土体变形与受力的影响，同时还分析了墙顶荷载对挡土墙及土体变形与受力的影响。通过分析，得出了不同结构形式的新型挡土墙的位移和受力与水平底板长度、斜背板高度、斜背板角度以及水平延伸板长度之间的关系，相关结论可为工程应用提供一定的参考。
唐文[6]2015年在《高陡边坡扶壁式支挡结构的空间作用研究》文中认为随着城市建设用地日趋紧张,大量商业住宅楼盘建设在山坡地上,为此必然要因地制宜的采用安全可靠的结构措施进行支挡,扶壁式支挡结构是边坡治理防护有效而经济的方式之一。土地成为稀缺资源,寸土必争,在边坡治理过程中会时常面临所预留的施工作业空间受限的情况。因此,怎样在有限的空间范围内既能保证坡体的安全稳定,又能使支挡结构占用的空间最小化是值得深入研究的。于是,分析坡体与支挡结构的协同作用以及对支挡结构各要素(构件)进行优化设计就具有一定的现实意义和工程价值。本文运用MIDAS/GTS有限元分析软件,以广州某高陡边坡多级扶壁式支挡防护工程实例为研究背景,分析了不同挡土墙高度、平台宽度、扶壁间距对上、下级支挡结构之间的作用规律。本文的具体研究内容可概括为以下几个方面:1、抓住扶壁式支挡结构的工作机理,结合现场监测实时分析得到的土压力模型,应用于库仑土压力理论,得出考虑支挡结构位移影响的库仑土压力计算模型。2、采用网格搜索法对扶壁式支挡结构进行优化设计,以扶壁式支挡结构单位长度方向上所占用的施工作业空间为目标函数,将墙面板、扶壁、踵板及趾板的截面尺寸当作设计变量,再以规范对构造要求的规定和结构的强度、稳定性等要求作为约束条件建立数学模型,运用MATLAB语言程序分析,得出在有限空间范围内扶壁式支挡结构各要素(构件)的优化设计方法。3、结合工程实例,以MIDAS/GTS有限元分析软件建立的数值模型为基础,通过调整挡墙高度、平台宽度、扶壁间距等影响因素,分析不同影响因素变化对多级扶壁式支挡结构之间的土压力传递、内力、位移以及坡体整体稳定性的影响,并将数值分析结果与相关现场监测数据进行了对比分析。
章宏生, 沈振中, 徐力群, 叶兴成, 刘益志[7]2017年在《新型装配扶壁式挡土墙的抗震性能研究》文中指出新型装配扶壁式挡土墙具有环保美观,施工速度快的优点,但存在新老混凝土结合面及拼接缝,影响结构整体性。结合宿迁市马陵河整治工程,采用有限元法,研究了该挡土墙结构在设计地震作用下应力、变形特性,并预测了其极限抗震能力,分析了新老混凝土结合面强度参数对结构抗震性能的影响。结果表明,在设计地震作用下,新老混凝土结合面剪应力小于抗滑力,剪切变形很小,属弹性变形,结合面黏结良好;拼接缝处面板拉应力远小于混凝土抗拉强度设计值;预测超载的挡土墙极限抗震能力为0.50 g;接触面摩擦系数在0.4以上,结构可保证整体性,抗震能力较强,摩擦系数降至0.2以下,结构抗震能力显着降低。该工程新型装配扶壁式挡土墙的抗震安全性满足要求,技术方案是可行的。
吴贤东[8]2018年在《高速铁路扶壁式挡土墙设计研究》文中提出依托京津地区高速铁路工程项目,对墙高6~12 m扶壁式挡土墙的设计进行研究,分析不同填料高度、墙高、墙底板宽度等参数条件下扶壁式挡土墙受力的变化规律。研究结果表明,墙高6~8 m时,扶壁式挡土墙所受土压力随着墙高的增加而增大,且增幅逐渐加大;填料高度增加时,扶壁式挡土墙所受的土压力有增大的趋势;挡土墙所受土压力与墙踵板宽度成正比。基于经济实用性与安全性的考虑,承载力较低的地基不宜采用墙高大于8 m的扶壁式挡土墙。
肖寿庄[9]2007年在《扶壁式挡土墙优化设计》文中进行了进一步梳理本文对扶壁式挡土墙进行优化计算,利用优化设计程序对不同参数下的截面状态和工程造价进行分析比较。
叶兴成, 刘益志, 章宏生[10]2017年在《新型装配扶壁式挡土墙结构设计与施工工艺》文中认为新型装配扶壁式挡土墙具有环保美观,施工速度快的优点,结合宿迁市马陵河河道整治工程,详细阐述了新型装配扶壁式挡土墙结构设计方案、施工工艺,并对其结构进行了有限元分析。结果表明新型装配扶壁式挡土墙的结构设计合理、可满足安全要求,施工工艺完善,技术方案是可行的,可为类似工程的设计、施工提供参考。
参考文献：
[1]. 重力式、悬臂式、扶壁式挡土墙结构优化设计与选型[D]. 王卫华. 兰州理工大学. 2005
[2]. 扶壁式挡土墙结构的最优设计[D]. 焦峰. 兰州理工大学. 2004
[3]. 超高水工挡土墙受力性能研究与优化[D]. 薛程. 哈尔滨工程大学. 2017
[4]. 新型装配扶壁式挡土墙结构特性有限元分析[J]. 章宏生, 沈振中, 徐力群, 周志杰, 叶兴成. 南水北调与水利科技. 2017
[5]. 带斜背板扶壁式钢筋混凝土挡土墙受力的有限元分析[D]. 刘晓博. 重庆大学. 2013
[6]. 高陡边坡扶壁式支挡结构的空间作用研究[D]. 唐文. 广州大学. 2015
[7]. 新型装配扶壁式挡土墙的抗震性能研究[J]. 章宏生, 沈振中, 徐力群, 叶兴成, 刘益志. 中国农村水利水电. 2017
[8]. 高速铁路扶壁式挡土墙设计研究[J]. 吴贤东. 铁道勘察. 2018
[9]. 扶壁式挡土墙优化设计[J]. 肖寿庄. 福建建设科技. 2007
[10]. 新型装配扶壁式挡土墙结构设计与施工工艺[J]. 叶兴成, 刘益志, 章宏生. 江苏水利. 2017