基于模態(tài)分析的擋土墻土壓力反演研究.pdf

1、懸臂式擋土墻是一種輕型支擋結(jié)構(gòu)，以其構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，能適應(yīng)較松軟的地基而廣泛應(yīng)用在公路、鐵路等高度在6m左右的支護(hù)結(jié)構(gòu)中。擋土墻的土壓力問題一直是困擾工程界的一大難題，設(shè)計(jì)土壓力的大小直接影響到工程的質(zhì)量及人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。由于巖土體物理力學(xué)性質(zhì)的復(fù)雜性，要精確得到土壓力的分布及大小是很困難的，傳統(tǒng)探測(cè)土壓力的方法除了理論研究、數(shù)值模擬外最重要的就是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。本文從擋土墻這一結(jié)構(gòu)-半無(wú)限巖土介質(zhì)動(dòng)力相互作用下墻土系統(tǒng)的振動(dòng)模態(tài)出發(fā)

2、，研究墻后土壓力分布形式與大小對(duì)懸臂式擋土墻系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)的影響，進(jìn)而通過(guò)模擬模態(tài)參數(shù)與試驗(yàn)?zāi)B(tài)參數(shù)對(duì)比來(lái)進(jìn)行土壓力反演。本文主要的研究工作如下：
　　 (1)在廣泛查閱文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)闡述懸臂板振動(dòng)模態(tài)的基本原理，分析懸臂式擋土墻系統(tǒng)的模態(tài)頻率和模態(tài)振型的求解方法，提出通過(guò)墻后土體對(duì)懸臂式擋土墻系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)的影響進(jìn)行土壓力反演的基本思路。
　　 (2)通過(guò)綜合分析墻后土體對(duì)懸臂式擋土墻模態(tài)參數(shù)的影響，建立通過(guò)附加剛

3、度與附加質(zhì)量影響的懸臂式擋土墻結(jié)構(gòu)有限元模型，并通過(guò)有限元模擬得出其模態(tài)振型及模態(tài)頻率。
　　 (3)對(duì)一工程實(shí)例假設(shè)不同的土壓力分布形式，通過(guò)改變土側(cè)壓力系數(shù)，運(yùn)用懸臂式擋土墻系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)計(jì)算方法，建立有限元模態(tài)參數(shù)和試驗(yàn)?zāi)B(tài)參數(shù)相比較的目標(biāo)函數(shù)，并通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)反演出與實(shí)際工程較符合的土側(cè)壓力系數(shù)和分布形式。
　　 通過(guò)本文的研究，建立了基于溫克爾彈性地基假設(shè)的懸臂式擋土墻系統(tǒng)模態(tài)分析理論，確立了土壓力反演研究的基本