衡重式擋土墻水平地震作用沿高度分布系數(shù)的再研究.pdf

1、《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(JTJ004-89)規(guī)定的擋土墻墻身強度驗算中采用的水平地震荷載沿高度分布系數(shù)，主要是根據(jù)少數(shù)試驗和震害經(jīng)驗規(guī)定的。《規(guī)范》修編中，在大量數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上提出了修改的建議。《規(guī)范》的規(guī)定和所有的修改方案都是根據(jù)試驗觀測或數(shù)值計算所得到的最大加速度沿高度分布的規(guī)律歸納這個分布系數(shù)的。顯然，擋土墻內(nèi)各個高度的加速度并不會在同一時刻達(dá)到最大值，以水平加速度最大值沿墻高的分布為依據(jù)的作法受到了質(zhì)疑。擋土墻強度的抗震驗算

2、中，需要將驗算截面對應(yīng)高度的水平地震作用換算成截面上的最大剪應(yīng)力、壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，通過與容許強度的比較，判斷是否安全。顯然，直接建立應(yīng)力與水平地震作用的關(guān)系，比通過加速度最大值換算要更為合理。本文從應(yīng)力分布的角度切入，重新考慮擋土墻墻身強度的驗算中水平地震作用的確定方法，歸納水平地震作用沿?fù)鯄Ω叨鹊淖兓?guī)律，驗證根據(jù)最大加速度的分布?xì)w納的沿高度分布系數(shù)的修改建議的可靠性。
　　本文系統(tǒng)地闡述了所采用的波動有限元計算分析擋土墻—土體

3、系動力反應(yīng)的方法，包括集中質(zhì)量顯式波動有限元內(nèi)節(jié)點位移的計算、多次透射人工邊界條件、墻—土體系接觸面單元的模擬、土體的等效線性化方法以及輸入地震動的合成方法，并重點說明了由節(jié)點位移確定單元內(nèi)應(yīng)力的計算過程，以及進(jìn)一步由擋土墻地震附加應(yīng)力的分布推算水平地震作用沿高度分布的思路。
　　文中，選取中國公路交通設(shè)計規(guī)劃研究院標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集中六個不同高度的衡重式擋土墻，計算了對應(yīng)于四個地震烈度6、7、8、9的18條地震動位移時程輸入下?lián)跬翂Α?/p>

4、土體系的地震反應(yīng)。根據(jù)7米、9米、12米、15米、20米和25米高的擋土墻的計算結(jié)果，指出水平地震作用引起的附加應(yīng)力沿?fù)跬翂M向變化較復(fù)雜，在大多數(shù)情況下，最大剪應(yīng)力為擋墻墻身強度驗算的控制應(yīng)力。作為一個詳細(xì)的例子，給出了一個擋土墻在各種地震輸入下最大剪應(yīng)力沿高度變化的圖形。全面展示了根據(jù)最大剪應(yīng)力分布推算的六個不同高度的擋土墻水平地震作用沿高度的分布。在討論了總體變化規(guī)律和影響因素的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步歸納、整理出總平均曲線。從墻底向上，水