公路路堤抗溶洞塌陷水平加筋体受力机理及设计方法研究

在"喀斯特"地貌地区高速公路路堤常遇到下卧潜在塌陷岩溶空洞的情况,这对路基安全造成了一定影响,针对这一情况可采用水平加筋方法进行处理。该文基于Terzaghi土拱效应理论,考虑临空区上覆土体主应力轴旋转计算加筋体上覆荷载,将抗下卧岩溶空洞塌陷水平加筋体分为临空区和锚固段,建立了加筋体受力变形分析模型。通过分析,获得加筋体变形和张拉力的计算公式,在此基础上,结合相关规范建立了抗岩溶塌陷水平加筋体的设计方法。工程实例证明:该设计方法切实可行。     

加筋土挡墙水平位移解析计算与参数分析

加筋土挡墙因具有造价低廉、施工简便等优点而在公路、铁路等交通基础设施中被广泛应用。作为一种轻型柔性支挡结构，加筋土挡墙易产生较大的水平位移。目前已有的加筋土挡墙水平位移计算公式大多忽略了加筋区整体在土压力作用下产生的水平位移，有必要提出一种准确计算加筋土挡墙总水平位移的解析式。将加筋土挡墙总水平位移分为加筋区内部筋材伸长产生的水平位移和加筋区整体在土压力作用下产生的水平位移两部分。假定加筋区内部破裂面由0.3H法确定，根据胡克定律建立计算加筋区内部由于筋材伸长产生的水平位移解析式；假定加筋区为一复合弹性体，根据虚功原理建立加筋区整体在土压力作用下产生的水平位移解析式，两部分共同构成了加筋土挡墙的总水平位移。结果表明：随着填土模量、填土内摩擦角、填土黏聚力、筋材抗拉刚度和筋材长度的增大，加筋土挡墙的最大水平位移逐渐减小；筋材伸长产生的位移占总位移的比值随填土模量、填土内摩擦角、筋材长度的增大而增大，随填土黏聚力和筋材抗拉刚度的增大而减小；与原型试验测试值和数值模拟值相比，该解析计算结果可反映加筋土挡墙墙体位移沿墙高的分布规律，同时与既有经验公式相比，该方法计算结果更接近实际值。     

考虑砂土应变软化的实用分析模型

在摩尔-库仑模型的基础上,介绍了一种考虑砂土应变软化的实用分析模型,将土体内摩擦角及剪胀角定义为塑性剪应变的函数,较为合理地反映砂土材料全过程强度发挥特性。通过三轴试验及条形锚板上拔模型试验对该分析模型的合理性进行了验证,能较好地反映砂土材料的应变软化特性,准确地揭示出锚板上拉过程中地基土渐进式破坏过程,可适用于大变形情况下砂土与结构物之间的相互作用分析。     

土工织物包裹粉煤灰垫层的研究及工程中的应用(4)——上海外滩(二期)道路填方路段的工程整治(续2)

5路面结构受力变形的弹性地基梁分析 5.1概述 通常情况下,无加筋砂垫层的特点是不能承受拉应力,只能抵抗剪应力,并由此扩散应力和防止地基破坏.设置土工织物后,由于土工织物能承受拉应力,垫层土体的变形在横向受到约束,从而使垫层成为完整的连续体,不仅可更好地扩散应力和抗抵基底发生剪切破坏,而且还可以调整基底变形.监控量测成果表明通车后C-C及D-D断面上位于上下土工织物包裹层间的测点未发生相对沉降位移,显见相互间变形协调,因此似可将土工织物加筋垫层视为具有某种刚度的正交各向异性复合板.为了简化计算,以下视为计算宽度为1.0 m的弹性地基梁,并按一维问题进行分析.     

对两种材料加筋土的三轴试验研究

通过两种加筋土样的三轴试验，对不同围压、不同加筋层数土样的应力一应变曲线、强度特性进行了研究。结果表明，土体破坏时能承受的应力随围压和加筋层数的增多而增大。极限抗拉强度较大、延伸率较小的筋材能使加筋土体的应力一应变曲线由应变软化型变为应变硬化型。加筋土样的两个抗剪强度指标都随加筋层数的增多而增大，但不同的加筋材料对不同土类的粘聚力和内摩擦角的贡献不同。     

土工格室加筋边坡大模型试验研究

对土工格室加筋边坡,进行了考虑加筋量变化的大模型对比试验研究,对边坡变形、加筋边坡中土体受力特征以及加筋体中土工格室本身的受力等问题,进行了探讨.研究表明,与一般平面型土工合成材料通过材料与土的摩擦力来提高边坡的稳定性不同,土工格室加筋边坡主要是依靠土工格室对土体的约束作用来提高边坡稳定性,加筋区复合土体整体性较强.     

水平加筋与散体材料桩组合型复合地基承载力计算

研究了单层水平加筋与散体材料桩组合型复合地基的承载力计算方法。在同时考虑水平向加筋体的约束作用及桩土接触面存在剪切力的基础上,依据极限平衡条件推导出水平向加筋和散体材料桩双向组合型复合地基承载力计算公式,可以同时考虑水平加筋以及桩体和土体重力对地基承载力的贡献。通过工程实例,探讨了土体的内摩擦角、粘聚力、桩土接触面的摩擦角以及水平加筋对复合地基承载力的影响。分析结果表明,提高土体的内摩擦角、粘聚力、桩土接触面的摩擦角等可以提高复合地基承载力;其他条件相同时,桩顶设置水平加筋层后,地基承载力可以得到较大提高。     

桩承加筋垫层复合地基桩土应力比分析

对带桩帽的桩承式复合地基水平加筋垫层进行受力变形分析,得出加筋体的挠曲变形量及筋材拉应力。在此基础上,视复合地基中竖向桩体和桩间土体为线弹性体,由静力平衡及变形协调条件,同时考虑筋材拉应力的作用,得到水平加筋垫层上下桩土应力比的计算方法。该方法能反映桩土间的差异沉降量、水平向加筋体抗力作用、桩间距、桩帽直径等因素对桩土应力比的影响。最后,采用该方法对某一现场试验结果进行分析,理论值与实测值吻合较好。水平加筋垫层的存在使复合地基桩土应力比增大,地基承载力提高,用文中方法计算桩承加筋垫层复合地基桩土应力比是可行的。     

土工格室加筋边坡大模型试验研究

对土工格室加筋边坡，进行了考虑加筋量变化的大模型对比试验研究，对边坡变形、加筋边坡中土体受力特征以及加筋体中土工格室本身的受力等问题，进行了探讨。研究表明，与一般平面型土工合成材料通过材料与土的摩擦力来提高边坡的稳定性不同，土工格室加筋边坡主要是依靠土工格室对土体的约束作用来提高边坡稳定性，加筋区复合土体整体性较强。     

格室土力学响应等效理论有限元方法探索

运用有限元软件ABAQUS建立了土工格室加筋土三轴试验模型,选取Mohr-Coulomb弹塑性模型,将应力应变曲线与等效强度和等效刚度计算结果进行对比,反演出土工格室加筋土的弹性模量、泊松比、剪胀角等参数.采用强度折减法计算素土边坡和土工格室挡墙的安全系数和滑动面,对比边坡加筋前后的变形.