基于加筋土結構的內部穩(wěn)定性的抗震設計可靠性_畢業(yè)設計論文(英文)(已修改)
2025-08-07 18:09 本頁面
【正文】 基于加筋土結構的內部穩(wěn)定性的抗震設計可靠性_畢業(yè)設計論文(英文文獻翻譯) ORIGINAL PAPER基于加筋土結構的內部穩(wěn)定性的抗震設計可靠性作者B Munwar Basha G L Sivakumar Babuq產(chǎn)生的豎向慣性力作用在楔形塊豎向慣性力 附加荷載q產(chǎn)生的水平慣性力 初始和最終對數(shù)螺旋楔形塊 的半徑r 對數(shù)螺旋楔形塊的平均半徑 確保穩(wěn)定性需要的加固力 每一級別需要的加固抗拉強度每一級別需要的加固抗拉強度 加固強度設計值 標準正態(tài)空間中的變量 三角楔形塊的重量 三角楔形塊ESG的重量 三角楔形塊KBGC的重量 三角楔形塊AGC的重量 代表不確定量的隨機變量向量 代表不確定量的標準隨機變量向量 抵抗每一級別加固的張拉拉拔模式的可靠性指標 考慮的加固層深度 作用在嵌入加固長度的有效變量應力 回填土重度 回填土摩擦角 對數(shù)螺旋楔形塊的對向角 橫向對數(shù)螺旋楔形塊的初始半徑角度 對數(shù)螺旋楔形塊的初始半徑徑向線的角度 加固土界面摩擦角b a 1 前言土工合成材料加強土擋土結構設計研究很多影響內部外部穩(wěn)定性的破壞模式外部內部穩(wěn)定性問題需要在地震荷載實際中說明這篇論文是關于內部穩(wěn)定型的可靠性設計加筋土墻的內部結構設計必須確保抵抗斷裂和的安全性在設計中最重要考慮的是最大張力必須應用充足的加固以確保受力區(qū)土塊在張力拉拔區(qū)域內不發(fā)生破壞最大的加固張力取決于加筋土塊中的最大橫向土壓力如果加筋擋土墻結構受到地震荷載加固塊將會受到地震加速度作用面向擋土墻開放一面的水平地震加速度很大程度的破壞系統(tǒng)1944年北嶺地震和1999年吉姬地震期間地震造成的基礎移動充分展示了加筋土結構的弱點工程設計師對土方結構機械穩(wěn)定的最優(yōu)化很感興趣促使高效的減少開支在這種情況下最優(yōu)化過程對擋土墻就夠有很大的影響為了建立更可靠可執(zhí)行的擋土墻結構有很多更艱巨的任務需要設計者權衡性能可靠性和支出情況11與地震穩(wěn)定性評估有關的學術最接近加筋土結構地震穩(wěn)定性評估的是基于有限平衡理論的擬靜力分析 Leshchinsky and Boedeker 1989 Saran et al 1992 Leshchinsky and Kaching 1994 Bathurst and Cai 1995 Ling et al 1997 Ling and Leshchinsky1998 Nimbalkar et al 2006 Nouri et al 2008 19世紀20年代Mononobe 和 Okabe提出這一理論用于估算地震時作用在擋土墻結構上的側向土壓力這一理論是現(xiàn)在應用于工程實踐中最早最普遍的一種方法擬靜力分析中靜態(tài)橫縱向力用于表示一次地震的影響假定內部荷載作用在失效模塊的重心上這是常見的滑動楔形庫倫理論的延伸其中包括加筋土塊側向內力的影響和應用在在圓形非圓形破壞面上在這篇論文中擬靜力分析理論適用于加筋土擋土墻結構的穩(wěn)定分析12可靠性設計的重要性加筋土結構的最優(yōu)化致力于產(chǎn)生的開支不考慮安全系數(shù)假定保證規(guī)定的安全因素在所有工程師及領域這種優(yōu)化方法導致巨大的改善性能然而有關分析模型材料性能的多變性和不確定性荷載的波動導致預期結構性能與預期的不同加筋混凝土經(jīng)濟性設計取決于應用在穩(wěn)定分析的安全因素這些問題的出現(xiàn)安全問題是否充分的說明結構的安全聯(lián)邦公路管理局 FHWA2011年 發(fā)表應保持全球的15安全系數(shù)這包括外部施加的載荷幾何結構填充屬性局部過載由于負載的非均勻性的潛力和不確定性以及長期鋼筋強度的不確定性還提出抵抗拔出破壞的最小安全系數(shù)為15 在分析中考慮地震的動荷載例如地震荷載時安全因素的選擇更加復雜在地震的條件下聯(lián)邦公路管理局2001年建議 在任何情況下的最小安全系數(shù)應大于靜態(tài)因素安全值的75％安全系數(shù)的方法并不能確保所需的安全水平這些因素可以用來校準大部分的結構換句話說從確定性優(yōu)化的最優(yōu)結構程序不一定保證指定的可靠性水平如果忽略不確定性的變化可能導致不希望的選擇認識到傳統(tǒng)安全性設計沒有解決的不確定性現(xiàn)在許多設計考慮概率的方法系統(tǒng)地評估不確定性的影響預測圍護結構的可靠性和性能并實現(xiàn)最優(yōu)化設計為了達到最佳的設計設計者必須考慮荷載材料屬性和必須與這些不確定因素的設計以確保在地震條件下建立經(jīng)濟可靠安全的擋土墻為了達到加筋土結構高安全性的需要有必要在不確定條件下應用最優(yōu)化替代確定性最優(yōu)化在結構性能上這些不確定因素發(fā)揮主導作用也是評估可靠性優(yōu)化設計的的唯一途徑抗震可靠性設計方法的目標是針對極端事件的安全設計方面與基本的確定性最優(yōu)化問題相比可靠性最優(yōu)化設計考慮額外的概率約束功能它是代表不確定條件下的優(yōu)化方法之一13 有關可靠性評估的研究 在靜態(tài)條件下Basma和ChalermyanontBenson應用有限平衡方程著手于機械穩(wěn)定的土墻內部穩(wěn)定可靠性研究Sayed 等人應用擬靜力分析提出研究預測地震的可靠性與地震情況下加筋土結構內部外部失效的模式近日Basha 和Babu應用擬靜力和擬動力分析理論發(fā)表加筋混凝土外部穩(wěn)定性的抗震穩(wěn)定性評估此外Basha 和Babu 發(fā)表第一篇關于考慮張拉拉拔破壞模式的加筋土內部結構穩(wěn)定性的可靠性分析14TRA是應用于可靠性設計類似的方法應用在在懸臂式板樁墻的優(yōu)化設計懸臂式擋土墻以及錨固式懸臂板樁墻地震條件下的內部穩(wěn)定31 穩(wěn)定墻體所需的加固強度 最常觀察到的故障面是一個對數(shù)螺旋破壞面內部地震穩(wěn)定性分析如圖1所示目標是確定需要的加固長度和加固力系數(shù)以穩(wěn)定存在橫向和縱向加速度的墻體圖1 圖1 對數(shù)螺旋曲線破壞機理幾何圖形圖2 應用等效附加高度法計算的由于作用在回填土上的附加力造成的內力 由于作用在垂直向上地震加速度的慣性力被認為是在估計需要穩(wěn)定的墻加固力系數(shù)的重要因素考慮結構的高度H假設橫向粘性回填土和是失效面可由對數(shù)螺旋曲線表示如圖1所示從圖中可以看出對數(shù)螺旋曲線破壞面部分是由加筋土斜坡的高度 EG 和對數(shù)螺旋線弧A的中心位置控制對數(shù)螺旋線開始在初始半徑AH1結束于
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