黄土地区加筋路堤变形控制效果研究

将土工格栅作为加筋材料铺设于黄土路堤中能够有效改善路堤的变形特性,提高路堤的稳定性。通过一系列土工试验,研究了山平高速公路黄土路堤填料的基本物理力学性质;建立数值分析模型,对比分析了交通荷载作用下黄土路堤在未加筋和加筋两种工况下的变形特性;研究了筋材布设方式对黄土加筋路堤的影响,并进行了参数分析。结果表明：土工格栅能够有效减小黄土路堤顶面沉降、不均匀沉降和侧向位移;当格栅铺设层数相同时,等间距铺设的效果要好于非等间距铺设;荷载大小、填土参数、筋材参数对加筋路堤工作性状影响较大;筋土界面似摩擦系数对边坡稳定性影响较大。     

竹筋格栅加固高陡沟壑黄土填方路基数值模拟研究

竹筋格栅是一种新型加筋材料,其具有的高强、环保等特点使其优于土工格栅等传统加筋材料。通过ABAQUS三维建模计算,对高陡沟壑黄土填方路基填土与原状土交界面竹筋格栅加固效果及其影响因素进行研究。研究结果表明：黄土填方路基填土与原状土交界面最大差异沉降和最大横向位移均位于路基顶部;在填土与原状土交界面采用竹筋格栅加筋后交界面差异沉降较加筋前明显减小,交界面横向位移亦明显减小;相比于中部和底部,在路基上部位置铺设竹筋格栅效果最优,交界面差异沉降减少量最大;竹筋格栅间距存在最优加筋间距,即界面差异沉降控制效果随格栅间距变密而提升,但间距过密时效果提升不明显。在实际工程中可仅在路基中上部位置铺设竹筋格栅,并选择最佳的格栅间距。     

双向土工格栅处理桥头跳车的试验研究

为了研究桥头跳车问题,对采用双向土工格栅加筋与短搭板相结合的方法在武汉阳逻长江大桥接线上进行了实体工程试验研究,对桥头加筋和没有加筋路堤的分层沉降和地基沉降,以及路堤中的土压力进行了对比观测。建立了考虑土工格栅-土界面接触特性的有限元模型,分析了双向土工格栅加筋层数、层间距、格栅的抗拉模量,桥头路堤填土的模量、粘聚力、内摩擦角和地基土的力学性质时桥头路堤沉降的影响规律。结果表明,采用双向土工格栅加筋和短搭板相结合的方法,可以达到消除桥头跳车的目的;从桥头路堤表面向下以一定层间距布设加筋层,随加筋层数的增多(加筋深度随之增大),外荷引起的附加剪应力能向更深处传递,是加筋效果提高以致桥头差异沉降减小的重要原因,但最大有效加筋深度约为2.5～3.6m;当格栅层数一定时,如果采取等间距布置,适中的层间距时桥头路堤沉降最小;增加填土的弹性模量和内摩擦角或土工格栅的刚度,可以有效降低双向土工格栅加筋的桥头路堤沉降。     

土工格栅在填方路堤中的加筋作用试验研究

为了进一步理解土工格栅的加筋作用和在填方路堤中的应用方法,基于室内三轴试验,对加筋土的作用机理和力学性能进行影响分析,并建立了FLAC~(3D)数值模型,对土工格栅在填方路堤中的铺设方案开展优化设计。分析结果表明:加筋土样的承载能力明显大于未加筋的情况,随着加筋层数的增加,土工格栅的侧向约束作用越大,准黏聚力变化最明显;拟采用的双向土工格栅效果优于单向土工格栅,可以有效防止周围填土的扰动,增强筋土界面的嵌锁效应;随着填筑层数的增加,路堤的最大沉降位置和集中沉降区域向下移,而且整体位移趋于均匀、稳定;土工格栅的位置和长度均能影响路堤的沉降和侧向变形,分析模型得到的最优方案为在距坡脚0m的位置铺设35m左右的土工格栅。     

高填矩形、拱形截面明洞土压力差异性规律研究

为了得到矩形、拱形截面明洞土压力随填土高度的变化规律,采用模型试验与数值模拟相结合的方法进行研究,得到以下结果： 1）截面形式对明洞土压力大小影响很大,且基础刚度不同,差异性明显。拱形截面明洞洞顶轴线处竖向土压力大于矩形截面明洞。2）刚性基础拱形截面明洞洞顶同一平面竖向土压力变化呈减小-平缓的趋势,而柔性基础呈减小-增大-平缓的趋势; 矩形截面明洞呈增大-减小-平缓的趋势。3）刚性基础明洞洞顶同一平面水平土压力分布形式呈现出2个拱形,而柔性基础明洞仅在洞顶上方出现1个拱形。4）刚性基础拱形、矩形截面明洞洞顶至0.6倍洞高范围内土体位移分别呈“W”、“双V”形分布,0.6～3倍洞高内均呈“V”形分布,3倍洞高以上无相对沉降,而柔性基础明洞土体位移在0～3倍洞高内均为“V”形,3倍洞高以上无相对沉降。     

土工格栅加固浅层软土地基的有限元分析

为了评价土工格栅加固浅层软土地基的效果,对公路软土地基稳定性进行现场监测,通过试验确定土和格栅的计算参数;运用有限元理论,研究浅层软土地基在分级加载情况下的稳定性,并分析格栅加筋效果的影响因素.结果表明:理论计算的侧向位移值和竖向位移值与现场观测结果基本吻合;铺设格栅能有效地控制软土地基的侧向位移,而对减少路堤的竖向位移效果不明显;随着路堤填土的增加,土工格栅的拉力逐渐增加,并且格栅拉力的峰值有逐渐向路基中线方向移动的趋势;加筋模量增大,格栅对坡脚下各点侧向位移的约束作用增强,对路堤底部沉降的变化没有影响;铺设多层格栅比铺设1层处理效果好,但不显著;如果只铺设1层土工格栅,那么在软土地基表面铺设对侧向位移约束的效果最好.     

砂砾填筑及土工格栅改善桥头跳车机理研究

采用有限元计算的方法，分析了桥梁台背回填砂砾和粘土的受力状态的差别；并分析了不同层距土工格栅加筋路堤的受力变形特性。得到以下主要结论：①土体的材质对沉降有十分明显的影响，对于弹性模量、内摩擦角、粘聚力相对稼大的砂砾而言，其整体性能比粘土要优良，更适合做路堤填土；②土工格栅加筋作用能够有效减小路堤沉降量，提升路堤的整体性和竖向变形均匀性，且格栅层距越小效果越明显；③格栅有利于改善路面结构和搭板的受力和变形特性，从而延长路面使用寿命。     

软土路基土工隔栅加筋作用机理研究

通过运用ANSYS有限元分析软件对软土路基土工格栅加筋的作用机理进行了数值模拟,研究了土工格栅加筋对软土地基应力场和位移场分布的影响。从计算结果分析可知,土工格栅堤底加筋对约束浅部地基土水平位移有显著作用,使最大水平位移点移向地基深处,使堤趾水平位移大幅减小,同时对竖向沉降有一定的均衡作用,加筋增强了路堤的整体性和稳定性。     

土工格栅加筋石灰黄土强度和刚度特性试验研究

为处理黄土地区桥头跳车问题,文中提出采用土工格栅加筋石灰黄土填筑桥头路堤的方案,首先对石灰黄土完成三轴试验,确定了合适的石灰掺量;然后采用无侧限抗压试验和回弹模量试验分别对土工格栅加筋石灰黄土的强度和刚度特性进行研究,着重研究强度和刚度的主要影响因素及其影响规律。通过对比分析试验结果,得出以下结论:①对于文中采用的黄土,当采用石灰进行稳定时,经济合理的石灰掺量为5%～7%。②采用土工格栅加筋的石灰黄土与纯黄土相比,其抗压强度与回弹模量均有显著提高。③试件中的加筋层数越多(即加筋层间距越小)时,土工格栅加筋石灰黄土的抗压强度与回弹模量越大。当加筋层数达到一个较高值后,再增加格栅层数对抗压强度的提升较小。     

土工格栅加固处理软土路基优化研究

以土工格栅加固某软土路基扩宽工程为背景,运用MIDAS/GTS有限元软件建立路基三维模型,针对不同土工格栅加筋层数的软土路基进行位移、应力及稳定性对比分析,优选出最佳的土工格栅加固层数。研究结果表明:增大土工格栅加筋层数可以有效减少路基的位移和应力,提高稳定系数;当加筋层数为3层时,路基位移、应力减小幅度较大,加筋效果最明显;考虑到减小施工难度和降低工程成本等因素,选择铺设3层土工格栅加筋层为最优方案。     

土工格栅二灰土加宽路基的力学特性

以青岛—银川高速公路济南至青岛段某加宽段改扩建工程为依托,对土工格栅二灰土加宽路基施工力学特性进行对比分析,得出以下结论:(1)土工格栅与二灰改良土有效控制了路基竖向位移的发展,竖向位移以新、旧路基坡脚处为中心呈现近似弧形辐射衰减;(2)加筋材料摩擦效应有效抑制了路基填土的挤出变形,加筋后的路基填土的水平变形明显减小,有利于改善路基整体受力特性,路基水平位移受时间效应影响较小;(3)铺设土工格栅形成明显的网兜效应,路基填土塑性区的发展得到有效控制;(4)剪、压破坏塑性区主要集中在路基与旧路基结合的坡脚处,这与位移场计算结果相一致,在设计与施工中应予以关注;(5)加宽路基竣工后,水平位移先增大后减小表现出一定程度的非线性,宏观上表现为鼓状变形.土工格栅与二灰土改良有效控制新路基水平位移的发展并满足其稳定性要求,后期路基水平位移主要由土工格栅拉伸引起的.     

土工格栅在处治软土路基变形中的应用研究

为研究土工格栅对公路软土路基变形影响的工作性状,依托山西某高速公路工程,采用土工格栅和土工布作为不同加筋材料与非加筋土进行试验路施工及工后监测。结果表明,相对无筋土,土工格栅降低软土路基的沉降位移最大值可达11%,侧向位移值减小约51%;加筋材料的不同对变形的发展也有差异;同时,土工格栅有利于路基断面均匀受力,提高路基稳定性。     

土工格栅加筋路堤涵洞垂直土压力特性分析

依托厦门至成都国家高速公路湖南省宁远至道县(湘桂界)公路K292+ 745钢筋混凝土盖板涵工程,进行现场原位观测试验,并结合测试结果,通过数值模拟和理论分析,探讨土工格栅加筋路堤涵洞垂直土压力的分布特征及其随涵洞顶平面处内外土柱间沉降差δ的变化规律并结合现有理论得到较适用加筋路堤涵洞土压力的计算公式.经分析,土工格栅加...     

软土路基土工隔栅加筋作用机理研究

该文通过运用ANSYS有限元分析软件对软土路基土工格栅加筋的作用机理进行了数值模拟,研究了土工格栅加筋对软土地基应力场和位移场分布的影响。从计算结果分析可知,土工格栅堤底加筋对约束浅部地基土水平位移有显著作用,使最大水平位移点移向地基深处,使堤趾水平位移大幅减小,同时对竖向沉降有一定的均衡作用,加筋增强了路堤的整体性和稳定性,对地基承载力的提高也有一定作用。特别是加筋前后地表最大水平位移点的移位,对路堤填筑施工监测有一定借鉴意义。     

土工格室加筋黄土的三轴剪切性能

为了研究土工格室加筋黄土的剪切性能,采用微型土工格室对不同加筋方式的格室加筋黄土及重塑黄土进行三轴剪切试验,得出加筋黄土及重塑黄土的应力-应变曲线及其抗剪强度指标,研究了加筋黄土和重塑黄土的应力-应变特性,分析了不同加筋方式下的加筋效果并讨论了不同土工格室层数加筋的加固机理。试验结果表明:重塑黄土和土工格栅加筋黄土的应力-应变曲线表现为弱硬化型,而土工格室加筋黄土的应力-应变曲线表现出明显的强硬化特性,4层土工格室加筋黄土的加筋效果最佳,2层土工格室加筋黄土在低围压、较大应变情况下,土工格室的加筋效果可以得到更好的发挥;重塑黄土和土工格栅加筋黄土的应力-应变曲线基本呈双曲线,用邓肯-张模型对其拟合效果很好,土工格室加筋黄土的应力-应变曲线用幂函数式对其逼近效果较好;土工格室加筋显著提高土体的摩擦角和黏聚力,2层土工格室加筋黄土的摩擦角和黏聚力相对重塑黄土分别提高38%和50%,4层土工格室加筋黄土的摩擦角和黏聚力相对重塑黄土分别提高63%和120%,均比土工格栅加筋黄土的高;土工格室的加筋效果优于土工格栅等平面筋材,且格室层数的增加能进一步提高黄土的剪切性能,其原因主要是土工格室"强化带"和"间接影响带"的存在,层数越多,"强化带"和"间接影响带"厚度越大,加筋黄土的抗剪强度会得到进一步提高。试验结果可为实际工程中设计参数的选取提供理论依据。     

交通荷载作用下软土地基的土工格栅加筋效应分析

为了探讨不同土工格栅加筋方式对深软土地基应力变形特性和不均匀沉降的控制效果,建立了土工格栅与土的动力相互作用模型,通过分析地基变形、地基应力水平、加速度传递特性以及格栅的受力情况,研究在交通荷载反复作用下,土工格栅的加筋效果和机理.计算结果表明:土工格栅加筋基层结合格栅包裹细碎石加筋垫层处置深软土地基的三层加筋法可以有效地减小软土地基的沉降,弱化地基内的应力水平,限制交通荷载的影响范围,是一种切实有效的加筋方法.     

土工格栅加筋柔性桥台的机理分析

在试验基础上，分析了土工格栅与填土相互作用机理及土工格栅加筋柔性桥台的机理，并与现场检测的柔性桥台台背沉降和土压力等进行对比，论证了土工格网加筋柔性桥台解决桥头跳车问题的合理有效性。     

L形面板加筋土挡墙拓宽旧路基的三维有限元分析

将加筋土挡墙应用于旧路基拓宽工程,采用土工格栅加筋结合L形钢筋混凝土面板的直立式加筋土挡墙,将地基、新老路基作为一个整体考虑,利用ABAQUS软件建立三维有限元弹塑性模型,计算并分析了土工格栅及铺设层数对拓宽路基顶面位移与应力分布、面板侧向位移以及旧路基变形特征的影响,及土工格栅抗拉强度在拓宽路基中的分布规律。结果表明,该三维有限元模型能够很好地模拟拓宽路基加筋后顶面沉降、面板侧向位移、顶面平均应力分布以及土工格栅抗拉强度的变化规律。     

宽路堤和地基土共同作用分析

对宽路堤填土的高度、刚度以及地基土刚度的3种不同组合,将路堤和地基一同划分网格,地基部分采用修正剑桥Biot固结耦合模型,填土部分采用弹塑性摩尔-库仑模型,进行地基沉降和水平位移有限元分析,得出宽路堤地基沉降和水平位移的分布与路堤填土高度、刚度以及地基土刚度等因素密切相关:在地基土较软、填土刚度不大的情况下,最大沉降量发生在路堤坡肩下,且随堆载的继续,最大沉降位置向内移动,且与路堤中心处的沉降差减小;当地基土较硬时,水平位移量变小,在路堤两侧不再出现最大沉降量,路堤下地基沉降差减小;当填土刚度增大,地面沉降量、水平位移量和沉降差都减小,随堆载的继续,沉降差减小显著。     

土工格栅加筋填挖交界路基离心模型试验研究

通过土工离心模型试验,对填挖交界路基处不同的土工格栅加筋方案对于不均匀沉降的处治效果进行研究。通过测量填挖交界路基表面测点的沉降量和位移变化,分析土工格栅铺设的层数对填挖交界路基不均匀沉降和路基整体稳定性的改善作用,因此根据对比试验获得最佳的处治方案。试验研究结果表明:铺设两层土工格栅对填挖交界路基不均匀沉降的效果要优于只铺设一层的,而铺设一层土工格栅对填挖交界路基不均匀沉降的效果要好于不铺设土工格栅的。