考慮土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)作用的地震主動(dòng)土壓力研究和工程應(yīng)用分析的中期報(bào)告

考慮土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)作用的地震主動(dòng)土壓力研究和工程應(yīng)用分析的中期報(bào)告中期報(bào)告摘要：本文主要研究土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)在地震作用下的土壓力及其對(duì)于土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響，旨在對(duì)土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的地震工程設(shè)計(jì)提供參考。本文通過(guò)有限元數(shù)值模擬方法進(jìn)行計(jì)算分析，考慮了土體的非線性性和接觸面的摩擦性，并考慮了地震時(shí)土壓力的主被動(dòng)效應(yīng)。計(jì)算結(jié)果表明，在地震作用下，土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)受到顯著的動(dòng)態(tài)土壓力作用，且土壓力分布不均勻，部分區(qū)域承受較大的力量。土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、土壤特性和地震條件會(huì)對(duì)土壓力分布產(chǎn)生影響，應(yīng)進(jìn)行綜合考慮。關(guān)鍵詞：土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)；地震；動(dòng)態(tài)土壓力；有限元模擬。1.引言土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)是一種常見(jiàn)的地下工程支護(hù)結(jié)構(gòu)，其主要應(yīng)用于城市道路、橋梁、地鐵等地下工程建設(shè)中。受到地震的影響，土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)所承受的荷載將發(fā)生改變，另一方面，土釘結(jié)構(gòu)所施加的約束也會(huì)影響地震時(shí)土體的應(yīng)力狀態(tài)和位移變形。因此，在進(jìn)行土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的地震工程設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮地震作用下土壓力對(duì)于土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。本文采用有限元數(shù)值模擬方法來(lái)計(jì)算土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)在地震作用下的土壓力，包括主被動(dòng)土壓力和土體的非線性行為。本文中期報(bào)告主要介紹有限元數(shù)值模擬計(jì)算的方法和模型的建立，并初步探究土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)在地震作用下的土壓力分布情況。2.方法與模型本文采用ABAQUS有限元軟件進(jìn)行模擬計(jì)算。在模擬過(guò)程中，考慮了土體的非線性性和接觸面的摩擦性，并考慮了地震時(shí)土壓力的主被動(dòng)效應(yīng)。土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的模型如圖1所示，其中灰色區(qū)域表示土體，紅色區(qū)域表示鋼筋和混凝土。[插圖]圖1土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)模型為了減小計(jì)算誤差，本文采取以下措施：（1）采用精細(xì)的離散網(wǎng)格，提高模型的精度。（2）考慮土體的動(dòng)態(tài)變形和摩阻滯破裂現(xiàn)象，精確計(jì)算土體的應(yīng)力變化和變形情況。（3）考慮土體的剪切模量、泊松比和密度等隨深度變化的規(guī)律。3.計(jì)算結(jié)果與分析本文進(jìn)行了兩組不同條件下的模擬計(jì)算，一組為自然狀態(tài)下的土體，另一組為地震時(shí)的土體。計(jì)算結(jié)果如圖2所示，其中紅色箭頭表示地震時(shí)土壓力作用的方向。[插圖]圖2地震作用下土體的應(yīng)力分布情況從圖2可以看出，地震作用下，土體的應(yīng)力分布明顯不均勻，土壓力作用的方向也發(fā)生了變化，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）土壓力主要集中在土體的上部和側(cè)面，下部土體相對(duì)較為松散。（2）土體的上部受到的土壓力較大，同時(shí)沿著防護(hù)結(jié)構(gòu)的表面產(chǎn)生了剪力。（3）由于土體的非線性行為，地震作用下土體的位移變形較大，局部產(chǎn)生了摩阻滯破壞現(xiàn)象。4.結(jié)論與展望本文通過(guò)有限元數(shù)值模擬的方法研究了土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)在地震作用下的土壓力及其分布情況，并得出以下結(jié)論：（1）在地震作用下，土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)受到顯著的動(dòng)態(tài)土壓力作用，且土壓力分布不均勻，部分區(qū)域承受較大的力量。（2）土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、土壤特性和地震條件會(huì)對(duì)土壓力分布產(chǎn)生影響，應(yīng)進(jìn)行綜合考慮。下一步