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铁路 719 铁路土钉墙辅助设计系统开发 肖 宏 西南交通大学土木工程学院成都 610031 【摘要】阐述了铁路土钉墙内力分析计算和整体稳定检算的基本理论与假设，介绍了基于VC++的 程序设计系统，并结合具体算倒对系统的工程应用进行了说明。 【关键词】 铁路土钉墙程序设计系统 1前言 使整个士工系统的力学性能得以改善，从而提高土体稳定性的支挡技术…。由被加固土体、设置在土体 中的土钉杆和喷射混凝土面层组成，抵抗墙后传来的土压力和其他作用力，从而达到加固路基、基坑和 边坡的目的。土钉墙技术是在岩体、土体锚固和土体加筋技术的基础上于六七十年代发展起来的，主要 用于基坑及边坡支护工程。我国起步较晚，于1992年首次在深圳文锦广场大厦基坑中应用成功，目前 已在广州、深圳、北京、武汉等地区开始广泛的应用。它以其独特的性能、简便的工艺、快速的施工、 低廉的造价，已经在全国深基坑支护工程中得到广泛的应用，并以异乎寻常的速度在全国推广使用，取 得了明显的社会效益和经济效益。同时，也存在土钉体、面层、被加固土体等的相互作用复杂，需要大 量分析计算，设计效率低等弊端，不利于该结构的推广应用等问题。引入计算机辅助设计(CAD)技 术，可以达到缩短设计周期，提高设计质量，降低设计强度的目的，从而解决上述设计方面存在的不利 因素。因此，笔者在对工程问题正确理解的基础上，借鉴各个行业既有计算机辅助设计软件开发的经验， 采用成熟的、必威体育精装版的设计理论研制了铁路土钉墙程序设计系统。目前该系统已投入应用，并发挥出了很 好的经济效益。 2土钉墙结构计算蟪本理论与假设 土钉墙结构计算包括内力分析计算和整体稳定检算两部分。其基本理论、假设、算法和规定如下： ①假定土钉复合土体中各层土钉杆的受力是均匀分布的。 ②设计荷载类型(包括永久荷载、基本可变荷载和偶然荷载)与组合按照文献[2】的规定执行。其 中，列车荷载采用中一活载，按文献【2】中的附录A换算成相应等代土柱。 ③按容许应力法检算土钉杆拉力，从而确定杆的空间布置。 ④土钉复合土体的内部稳定性分析，按局部平衡法计算。 ⑤土钉复合土体背面承受的土压力按库仑主动土压力计算。 ⑥土钉锚固区与非锚固区分界面(潜在破裂面)如文献【2】中图9．2．4所示。 ⑦整体抗滑稳定用滑动圆弧法计算。 ⑧地基基础应具有足够的强度、稳定及耐久性，承载力按照文献【3】的规定计算。 ⑨将士钉杆的末端与墙面板之间的壤土视为一整体(即复合士体)，按普通重力式挡土墙对复合土 ．720．2∞6年中国交通土延I程学术论文集 体进行整体稳定性检算。检算内容包括墙体基底滑移稳定性检算；墙体倾覆稳定性检算；墙体基底承载 力检算。 3程序设计 3．1程序设计流程 首先，按引导界面输入必须的计算参数。接着，调运内力分析计算模块，确定士钉杆的型式、截面 积、长度、设置倾角和间距等各项参数。然后，执行整体稳定检算模块，检算复合士体抗滑稳定性、抗 倾覆稳定性和基地承载力；最后，输出计算结果并存盘，用户可以根据需要绘制施工图和打印计算单， 如罾1所示。 一叫一 司邕 D 厂k一 一 打印计算单 田1程序设计漉穗硇 3．2系统开发环境 由于工程设计涉及大量数据科学运算，同时要考虑实现良好的人机对话。因此要求开发工程辅助设 计系统的语言应具有强大的科学计算功能和良好的编程环境。微软的Visualc++就是这样的优秀程序 开发环境。Visualc++是一种面向对象的程序设计语言…，它将数据及对数据的操作方法封装在一起， 同时通过一个简单的外部接口与外界发生关系。这样，程序模块间的关系简单，程序模块的独立性、数 据的安全性具有良好的保障。同时通过继承与多态性，使程序具有更高的可重用性，使软件的开发和维 护都更为方便。再者，采用Visu