赵国斌[1]2006年在《衡重式挡土墙优化设计研究》文中指出随着工程建设的迅速发展,挡土墙的形式也发生着日新月异的变化,而衡重式挡土墙以其独特的结构形式利用衡重台上填土重量和墙身自重共同作用维持其稳定、使地基应力分布均匀、在材料用量上比重力式或半重力式少、基础开挖和回填方量大大减少、衡重台上的较大的容纳空间使上墙墙背增加缓冲墙后,可作为拦截崩坠石用等优势在铁路、公路、水利以及工民建工程的建设中得到广泛的应用。然而,衡重式挡土墙的常规设计需要经过反复的验算才能满足安全性与经济性的要求,这样就需要花费大量的时间和人力,设计过程还不能充分的考虑影响衡重式挡土墙设计的诸多因素,也就不能保证得出的设计结果是衡重式挡土墙设计的最优解。因此,对衡重式挡土墙的设计进行优化,得到满足各种条件的全局最优解,就显得比较重要。论文以国内外的挡土墙设计理论,尤其是土压力计算理论为基础,讨论了挡土墙设计中土压力计算方面的几个问题,包括粘性土土压力计算、墙背摩擦角、墙背倾斜角、土压力的分布、墙后填土的破裂面形式以及用于衡重式挡土墙上墙土压力计算采用第二破裂面法计算等问题;并对一般条件和特殊条件下的土压力计算公式进行了分析推导。通过分析衡重式挡土墙设计的土压力计算、稳定性验算、设计过程中的几个常见问题以及衡重式挡土墙的结构形式与工程应用中的布置原则等,对衡重式挡土墙的常规设计进行了讨论。针对常规设计中的弊病,通过对地下水、墙后填土面上不规则荷载、地震作用以及墙后冲击荷载对衡重式挡土墙设计计算的影响进行分析,对在多种因素影响下的衡重式挡土墙设计过程进行了讨论,为衡重式挡土墙的优化设计奠定了理论基础。根据衡重式挡土墙的设计理论,构造衡重式挡土墙的优化设计模型;通过比选常用于工程设计的优化设计方法,采用改进的十进制遗传算法,利用优体克隆+子体优生操作等先进技术对衡重式挡土墙的截面形式进行全局搜索,从而实现衡重式挡土墙的优化设计。在此基础上,利用 VB6.0 语言进行编程,同时对 AUTOCAD 进行二次开发形成可用于衡重式挡土墙常规设计与优化设计的计算程序。论文还通过对几个较为典型的案例的常规设计与优化设计方案的比较,证明了优化设计的效果及所设计程序的实用性。
彭建国[2]2002年在《公路衡重式挡土墙优化设计与应用研究》文中提出随着我国公路特别是西部山区公路建设项目的迅速发展，挡土墙的使用日益广泛。衡重式挡土墙因具有衡重台使墙身重心后移、墙底应力趋于平衡，可提高挡土高度、增强墙体稳定性；且仰斜式下墙不仅受力合理、还可减少开挖与回填量等优点而被大量采用。但其常规设计计算量大、重复劳动且难以得到经济合理的设计方案，而现有挡土墙优化辅助设计程序多局限于土压力及重力式挡土墙的计算。因此，衡重式挡土墙的优化设计研究具有重要的工程实际意义及潜在的巨大经济效益。本文基于国内外挡土墙土压力理论研究现状，对常用土压力理论及其适应性等进行了论述，重点分析与探讨了衡重式挡土墙的土压力计算方法，特别是对其上、下墙背、墙后填土为粘性土及存在超载等情况下的土压力计算、墙身强度与稳定验算方法等进行了研究。并以此为基础，结合国内外已有工程实践经验，对衡重式挡土墙的常规设计加以探讨，指出了设计与施工中需重点注意的事项。此外，针对衡重式挡土墙常规设计存在的弊病，指出其优化设计的必要性与重要性，并在比较分析已有优化方法优缺点的基础上，引入并提出了一种新型混合遗传算法进行优化设计，解决了临近最优解搜索效率降低、搜索能力不足等缺陷。通过建立衡重式挡土墙优化设计模型，采用Visual Basic6． 0高级编程语言利用面向对象技术开发出衡重式挡土墙辅助优化设计系统BRWCAD。并以该系对一工程设计实例进行了应用与验证，效果良好。
邹新军, 赵明华, 刘代全[3]2003年在《公路衡重式挡土墙优化设计方法与应用研究》文中研究表明针对公路衡重式挡土墙常规设计存在的诸种不合理现象 ,并结合已有挡土墙优化设计方法的缺陷 ,采用混合遗传算法进行衡重式挡土墙的优化设计 ,并编制了相应的程序 ,工程应用效果良好
崔平[4]2014年在《公路衡重式挡土墙优化设计方法与应用研究》文中指出讨论了对公路衡重式挡土墙优化设计的必要性,在分析遗传算法与简单算法的基础上,提出了混合遗传算法,据此对挡土墙进行了优化设计,指出该算法解决了实时操作系统中对临近的最优解探索效率低下、能力不足等问题。
陈丽[5]2010年在《基于数值模拟软件的重力式挡墙抗震性能研究》文中研究说明地震作为一种突发式的自然灾害,不仅直接造成人民生命财产的巨大损失,而且伴随或诱发许多地震地质灾害,而我国多山地、多地震的地理地质条件带来了大量和地震作用有关的边坡支护问题。随着西部大开发战略的实施,更多的公路将在山区修建,穿越强震区和破裂带不可避免,公路工程支护结构的地震稳定性的研究尤为重要。地震效应对边(滑)坡的影响是一个复杂的动力过程,而现行的《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)中,边(滑)坡支护的地震稳定性分析仍采用基于极限平衡理论的拟静力法,严重影响了从定量角度进行地震灾势评估。从学科趋势来看,基于地震反应分析的动力分析理论是发展的方向,但动一静力学两种设计方法在相当长一个时期内会有一个协调过渡过程,仍处于需进一步探究的阶段。本文以汶川地震高烈度地震区路段都汶路为实验线,运用有限元软件ANSYS对沿线的重力式挡土墙支挡的路肩挡墙支护进行自振频率分析。运用有限差分数值分析软件FLAC 3D对重力式挡墙的四种型式进行了抗震性能的对比研究。挡墙主要有叁种破坏模式：挡土墙沿施工缝外倾错位；挡土墙纵向水平方向鼓胀、开裂。通过理正岩土设计重力式挡土墙的四种形式：衡重式、墙背仰斜式、墙背俯斜式、墙背直立式,使其在静力作用下支挡效果一致,并且在震级7度、8度、9度作用下都是稳定的。再通过FLAC3D比较分析它们在不同地震烈度作用下的动力响应,看哪一种墙背型式的抗震效果最好。此研究对设计工作者在考虑地震作用时,选用较好抗震性能的挡墙形式具有重要的理论意义和实践意义。本文的研究内容和成果如下：1.运用基于ANSYS的模态分析,对都汶路上的26个路堑重力式挡土墙工点进行了模态分析,得到它们的前叁阶频率,及对应前叁阶振型,发现前叁阶振型恰恰与挡土墙的叁种破坏模式一致。即滑动破坏、倾覆破化、横向错位。由此可预测挡墙的破坏频率,由于地震是低频的,以此优化挡土墙的频率,使其避开地震低频。2、随着挡墙高度的增高,模型的自振频率逐渐降低,阻尼比逐渐增大,这是动力特性变化的基本规律。同时亦表明,自振频率作为衡量振动对模型影响的指标是比较灵敏的,能充分反映模型微观特征的变化情况。3、由FLAC 3D分析了重力式挡土墙的抗震性能,重力式挡土墙是最常用的挡土墙,根据墙背型式的不同,又分为四种,但是设计者在设计时很少考虑到这四种墙型的抗震性能。分析从5方面进行了对比分析,地震作用后的剪切应变增量(即塑性应变区),挡墙顶、挡墙底的X残余位移(垂直于挡墙方向),挡墙顶部的残余应力(土压力),挡墙顶的最大加速度。得出的结果恰恰与理正得出的结果一致,俯斜式挡土墙的抗震性能最好,衡重式次之,直立式较之,仰斜式最差。以此建议在地震区挡墙设计,俯斜式优先考虑。4、随着震级的增大,抗震性能的好坏也越来越明显。各比较量之间的差距也越来越大。
赵明华, 彭建国, 邹新军[6]2002年在《基于新型混合遗传算法的衡重式挡土墙优化设计与应用》文中认为针对衡重式挡土墙常规设计费时费力且难以获得经济合理的设计方案等缺陷 ,采用新型的混合遗传算法实现其优化设计 ,并开发出辅助优化设计系统BRWCAD ,应用结果表明 ,效果良好。
吴佑平, 刘泽, 方俊杰, 林琼[7]2016年在《基于数值分析的衡重式挡土墙失稳模式研究》文中进行了进一步梳理衡重式挡土墙是山区公路建设中广泛使用的支挡结构,其稳定性直接影响工程结构的安全性。基于FLAC3D建立了衡重式挡土墙分析模型,采用墙顶超载法和强度折减法研究了衡重式挡墙在路面超载、墙身质量薄弱以及地基强度不足时引起病害。研究表明:随墙顶荷载增加,墙后的水平土压力增大,挡墙发生外倾失稳时可能伴有墙身拉裂或地基压缩破坏;当墙身质量较差时,墙体剪切带在挡墙外侧中下部形成,并斜向上发展,剪切带位于下墙内;当地基承载力较低时,挡墙易发生整体滑移失稳,墙内存在2条滑裂面。
王景梅[8]2010年在《汶川震区路肩墙震害机理与抗震设计标准分析》文中进行了进一步梳理2008年5月12日下午2点28分中国四川汶川发生8级地震,其震级之大、余震之多、地表破裂带之长,次生山地灾害之严重,世所罕见。破坏性地震发生后,根据建筑物、构筑物的破坏特点,对规范进行修正,这是抗震规范修订的通常做法。5.12汶川特大地震强震区路基工程的震害资料,对研究强震区路基工程的抗震技术提供了罕有的条件。利用汶川地震的大批近场实震资料,促进公路、铁路抗震设计规范的发展,具有重要的科学价值意义和现实意义,同时也具有重要的时效性。本文基于G213线路肩墙震害调查,对汶川震区路肩墙震害机理进行分析,在此基础上,分析讨论现行公路、铁路挡土墙的抗震设计标准。所得结论对促进现行公路、铁路抗震设计规范的修订与发展具有一定的参考价值和现实意义。具体研究成果如下：(1)由于现行公路规范中有关规定表明地震工况时公路挡土墙稳定性验算不考虑车辆荷载,故按现行公路规范要求设计的挡土墙具有抵抗8度地震的抗震能力。汶川地震中9度地震区路肩墙倾斜变形的原因是挡墙基底应力超过基底容许承载力值；10度地震区路肩墙严重倾斜变形及出现毁坏现象的原因是抗倾覆稳定系数不满足规范要求和挡墙基底应力远远超过基底容许承载力值,碎石土基路肩墙还有抗滑动稳定系数不足的原因。现行路基工程中主要采用的稳定安全系数法理论体系是合理的,且其稳定安全系数K值取值合理,在9度及以下地震烈度区是适用的,并且可以延伸到10度地震烈度区。(2)现行铁路规范中有关规定表明地震工况下铁路挡土墙稳定性验算要考虑列车(活)荷载,按现行铁路规范要求合理设计的挡土墙具备抵抗7度地震的抗震能力,在8度及以上地震烈度区要对其进行抗震验算；这与现行铁路规范中关于一般地基挡土墙7度地震烈度区不用进行抗震验算、8度及以上地震烈度区要进行抗震验算的规定是相符合的。由此可见,现行铁路规范关于挡土墙抗震设计标准的合理性。按现行铁路规范要求合理设计的挡土墙在地震工况不考虑列车荷载的条件下具备抵抗8度地震的抗震能力,这一点与公路挡土墙是相同的。(3)采用倾斜基底和防滑凸榫均可以显着提高挡墙抗滑能力,但对抗倾及基底应力影响不大；扩大墙趾台阶可以显着降低挡墙基底应力,并能有效的提高挡墙抗倾覆能力,但对抗滑影响不大。当挡墙基础埋置较深时,由基础埋深引起的墙前被动土压力对挡墙抗震稳定性的有利影响较大,不能忽略；建议在高烈度地震区挡墙设计时可考虑适当增加挡墙埋深以提高抗震稳定性。衡重式路肩墙的抗滑动稳定系数最大；直立式路肩墙由于重心低,在地震作用下抗倾覆稳定系数最大。
易芳, 刘高成[9]2008年在《衡重式挡土墙优化设计方法及其实现分析》文中研究表明衡重式挡土墙因具有衡重台使墙身重心后移,墙底应力趋于平衡;可提高挡土高度,增强墙体稳定性;且仰斜式下墙不仅受力合理,还可减少开挖与回填量等优点而被大量采用。但其常规设计计算量大、重复劳动且难以得到经济合理的设计方案,而现有挡土墙优化辅助设计程序多局限于土压力及重力式挡土墙的计算。因此,衡重式挡土墙的优化设计方法的研究具有重要的工程实际意义及潜在的巨大经济效益。
侯培金[10]2014年在《重力式及衡重式挡土墙极限状态设计方法研究》文中提出基于可靠度理论的极限状态设计法作为目前国内外各行业结构设计的发展方向,继续采用单一的安全系数设计法设计铁路工程结构不利于我国铁路技术的对外出口,给我国铁路技术在国际上的推广应用带来了困难,因此我国铁路工程结构由单一的安全系数法设计向极限状态法设计转轨意义重大。针对这一实际情况,本论文对铁路路基支挡结构中较为重要的重力式及衡重式挡土墙的极限状态设计方法进行了系统的分析研究,主要内容包括：(1)建立了重力式及衡重式挡土墙抗滑动稳定性、抗倾覆稳定性及基地承载力的极限状态方程,针对功能函数中所涉及的基本随机变量,采用单因素敏感性分析方法,通过影响因素的敏感性排序,确定了挡土墙可靠度设计中的关键随机变量,并对关键参变量的分布类型和统计特征进行了收集整理,确定了变量在程序分析计算时所采用的均值、均方差和变异系数。(2)对比分析了目前计算结构可靠指标的方法的优缺点,确定了采用蒙特卡罗(Monte Carlo)法计算挡土墙的可靠指标,并编制了“M-C"法计算挡土墙可靠指标的程序。(3)计算分析了重力式挡土墙在不同的设计工况下(包括一般地区、地震地区和浸水地区),按现行的安全系数法设计的挡土墙的抗滑动稳定性、抗倾覆稳定性和基底承载力的可靠指标,给出了重力式挡土墙目标可靠指标的建议值。(4)阐述了重力式挡土墙极限状态方程中分项系数的作用及意义,采用“一般分离法”计算了挡土墙的抗力及荷载效应的分项系数,并对分离出的分项系数进行了校核。(5)初步形成了重力式挡土墙极限状态设计表达式。
参考文献：
[1]. 衡重式挡土墙优化设计研究[D]. 赵国斌. 中国地质大学（北京）. 2006
[2]. 公路衡重式挡土墙优化设计与应用研究[D]. 彭建国. 湖南大学. 2002
[3]. 公路衡重式挡土墙优化设计方法与应用研究[J]. 邹新军, 赵明华, 刘代全. 公路. 2003
[4]. 公路衡重式挡土墙优化设计方法与应用研究[J]. 崔平. 山西建筑. 2014
[5]. 基于数值模拟软件的重力式挡墙抗震性能研究[D]. 陈丽. 西南交通大学. 2010
[6]. 基于新型混合遗传算法的衡重式挡土墙优化设计与应用[J]. 赵明华, 彭建国, 邹新军. 中南公路工程. 2002
[7]. 基于数值分析的衡重式挡土墙失稳模式研究[J]. 吴佑平, 刘泽, 方俊杰, 林琼. 湖南交通科技. 2016
[8]. 汶川震区路肩墙震害机理与抗震设计标准分析[D]. 王景梅. 西南交通大学. 2010
[9]. 衡重式挡土墙优化设计方法及其实现分析[J]. 易芳, 刘高成. 中国高新技术企业. 2008
[10]. 重力式及衡重式挡土墙极限状态设计方法研究[D]. 侯培金. 西南交通大学. 2014