二级新型悬臂式挡土墙有限元分析

的竖 向位移 ， 以明显 的看 出， 可 上墙 是绕墙 底某 点发 生 了转 动并 挡墙实际墙背与填土之间的摩擦系数为 ０ ３其他参数见表 １ ．， ， 同时伴 随着挡 墙 的下沉 。在底板 的位 移 图中 ， 趾端 处沉降 小 ， 墙 计算简 图见 图 １ 。 而墙踵 端处沉降相对较大 ， 反映出作用在挡墙 底板 的竖 向应 力的
关键词 ： 二级 悬臂 式挡 土墙 ， 限元 ， 有 土压力
中 图分 类 号 ： Ｕ４ ６ ４ Ｔ ７ ． 文献标识码 ： Ａ
随着经济 的发展 ， 路 、 铁 公路 、 水利等 工程 上支挡结 构大量 出 侧 边界水平约束 ； 底边界 竖向均约束。
现， 对支挡结构 的要求越 来越高 ， 合考虑 的因素也较多 ， 综 因此在 挡墙 的发展方 向上 ， 更多的考虑结构 的轻型化 、 将 机械化 ， 充分发 挥建筑材料 的强度性 能等特点 ， 而悬臂 （ 扶壁 ） 挡墙能满 足 以上 式 要求 ， 同时还能依靠 墙后填土来维持稳定 ， 用一定 的交替变 形 ， 适
３ 边界 条件
不 均衡 性 ， 挡墙 的平 均竖 向位 移为 一６ ５ｉＩ ． ｎｎ左右 。上墙竖 向位 二级悬臂式挡墙有 限元 网格边界约束条件 ： 表面 自由； 顶部 两 移 比水平 位移要 大很 多 ， 映出挡墙基底 的承 载能力对挡墙位移 反
Ｃ ｎｉｕ ， ｅｓ ｎ ３ ３ Ｉ ｓａＣ ｎｕ ｉｇ Ｇ ｏ ｐ Ｉｅ ， ｎ ｏ ｔ ａ ｖｒｉ ． ． ｔ ｃ ｓｌｎ ｒｕ ， ｎ ． Ｍｉ— ｎ ｏ ａ ｏ ｔ
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图 １ 二 级 挡 墙 土 压 力 计 算 简 图
土 的总长为 ３ 在划分网格时 采用映 射网格划 分方 法 ， 可能 １ｍ， 在 的填土范 围网格进行加密处理 ； 二级悬臂 式挡墙模 型大致 同悬臂
式挡墙模型 ， 在挡墙计算 墙 面 内加 密 网格 。本文 采用 Ａ Ｎ ＤＩ Ａ在 计算时所用 的是平面 ４ 节点等参数单元 和 Ｇ ｕｓ ａｓ 积分方式 ｌ 。 １ Ｊ
二级 新 型 悬臂 式挡 土墙 有 限 元分 析
王景 环
摘
傅 绍娟
要： 通过采用 Ａ Ｎ ＤＩ Ａ软件进行有 限元分析 ， 分析 了二 级新型 悬臂 式挡 墙实 际墙背 土压力分 布特 点， 与解析 计算 并
结果进行 对比分析 ， 探讨 了二级新型悬臂 式挡墙独有 的优越性 ， 为今后类似工程 的修建提 出 了一些有益的施工建议。
第３ ６卷 第 １ ３期 ２０ １ ０ 年 ５ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥ 兀 Ｉ ＲＥ
Ｖｏ ＿ ６ Ｎｏ． ３ Ｉ３ １
Ｍａ ． ２ １ ｙ ００
・７ ・ ９
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ０ １—０ ９０ １ ０ —８５ ２ １ ）３０ ７ —２
ｎ ａ ｏｉ ， ｉ ｎ ｓ ｔ ， Ａ ， ９ ６． ｅ ｐ ｌ Ｍ ｎ ｅｏ ａ ＵＳ １ ９ ｓ
［ ］ Ｉｇｉ Ｄ， ｃ ｏ Ｎ ｅｇａｄＥ，ｔａ． ａｅ ｎ ａ ｔ １ ｎｌ Ｍａｌ ｄＧ， ａｓａｒ ｅ １ Ｂ ｓｍｅｔｗ ｌｗｉ ｓ ｅ ｌ ｈ
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４ 有 限元结 果分析
１ 实际墙背位移 。从上墙立板水平 位移 中可以看 出， ） 上墙墙 顶 的水平位移较 大 ， 达到 ０ ７ｒＩ 朝 填土方 向移 动 ， ． ｎ， ｎ 而墙底 水平 位 移则 较小 ， 基本上 反映 了上墙 水平 位移 的线性 变化 ， 结合 底板
２ 计算 参数
８ ３５ ．
８
２ ０ １ ８
２ ０
３ ５ Ｏ
３ ５
２ ８ ３ ５
２ ８
为 了进一步扩大这种支挡结构应用 范 围， 本文将探 讨二级新 型悬
钢筋混凝土
２ ５∞Ｏ
０２ ．
２ ０
Ｂ
３０ ０
６ ０
臂式挡墙这一新形式 ， 为今后 的实 际工程提供一定 的理论 基础。
Ｇ ｏｅｈ ｉ ｏｉｙＶａｃｕｅ，（ Ｃｎｄ ，９ ６３ ）２ ．５ ｅｔ ｎｃ Ｓ ｃ ｔ， ｎｏｖｒ１２ ａａａ１９ （６ ：２２ ． ｃ ｌ ａ ｅ ３， ｔｅ ｈ—ｈ ａｔｑａ ｅＪ ． ａ ｅｔ ｈＪ２ ０ （０ ：０２ ． ｈ Ｃ ｉ ｉ ｒ ｕｋ ［］Ｃ ｎＧ ｏｅ ，０ ３ ４ ）２ －２ Ｃ ｅ ｈ ｃ
种 种 特 点说 明 了 二级 悬 臂 式 挡 墙 必 然 得 到 更 广 泛 的 发 展 。 同 时 ，
项目
墙背天然土 墙背填土模
Ｅ／ ～ ａ
泊松 比
０２ ５ ０２ ８
０２ ５
容重 ７
ｋ Ｎ，
粘聚力
Ｃ以ｒａ Ｐ
内摩擦角
／。 （）
ｂ ｆ ｒｌ ｅ ［ ］ Ｔ ｎｈ Ａ ｎ ａ Ｓ ｍｐｓ ｍ ｆｔｅＶ ｎｏ ｖｒ ［ ］ Ｆ ｎ ， ａ ｇＹ Ｃ Ｃ ｅ Ｊ Ｒ ｔｉｉ ａｌ ｄｍａ ｅ ｕｆ ｙｒ Ｊ ． ｅｔ ｎ ｕ ｌ ｙ ｏｉ ｏ ｈ ａ ｃｕ ｅ ３ ｅ ａ ｕ ａｇＹ Ｓ Ｙ ｎ ， ｈｎＴ ． ｅ ｎｎ ｗ ｓ ａ ｇｄｉ ａ ｇ ｌ ｎ
１ 计算 模 型选 用
采用平 面应变 的有 限元进 行分析 ， 同时考虑挡墙 与土之 间的 接触 ， 在挡墙 实际墙 背 与填土 之 间设 置接 触对 ， 用单 元类 型 的 选 原则是 ： 用最少数 目的单元达到最高 的计算精度且 使运算 时间最 少 ， 分析中采用 ４节点四边形等参数 单元将分析 范 围进行 有限 本 元剖分 。悬臂式挡墙模 型底 面长度 为 ４ 约为挡墙墙底板长度 ０ｍ， 的 １倍 ， ０ 不考虑挡墙墙踵前土 的作用 ， 墙前距离为 ９ｍ， 墙顶及填