土工格栅筋材施工机械损伤折减系数研究

土工格栅的最不利状态并不是在使用环节,而是在土工格栅铺设过程中,因此在确定土工格栅的长期强度时必须考虑的主要因素是土工格栅在铺设施工和填料碾压过程中受到的损伤。通过分析国内的一些土工格栅施工机械损伤试验数据和影响损伤的不同因素,给出了计算土工格栅机械损伤折减系数的分项系数,并提出了计算土工格栅施工机械损伤折减系数的计算公式和修正方程。研究成果对确定土工格栅的长期强度具有指导意义。     

土工格栅加筋路堤影响因素的数值模拟研究

采用FLAC对土工格栅加筋路堤不同铺设位置进行数值模拟,结果显示土工格栅加筋路堤铺设于底部效果最优,理论验证表明该模拟结果具备合理性。格栅材料、路堤材料、填土高度、过渡段模量比和格栅铺设范围是加筋土路堤的五个影响因素,对改善坡降差的效果有不同的影响。     

土工格栅加筋陡边坡路堤压实特性及格栅长期变形研究

通过试验路的修筑、现场施工损伤试验以及格栅变形的长期观测,对土工格栅加筋路堤压实特性和路堤中土工格栅的长期变形进行了研究.研究表明,填土虚铺厚度控制在35 cm左右,采用羊脚碾压路机碾压能有效减小土工格栅的损伤,用支设模板的方法进行格栅的反包施工可以保证坡面的平整和密实.研究提出的边坡附近填土压实标准符合实际并能满足工程需要.实际工程中土工格栅的变形主要来源于土体的填筑碾压,且有很大的随机性,路堤填土带给格栅的变形随格栅上部填土厚度的增加而增大,雨水的入渗将减弱土与土工格栅的相互作用,不利于土工格栅加筋路堤的稳定.     

土工格栅加筋半刚性基层材料的抗弯拉及疲劳性能试验分析

本文对铺设土工格栅与未铺设土工格栅的公路路面半刚性基层材料水泥稳定碎石中梁试件进行抗弯拉和弯曲疲劳试验研究，分析了土工格栅位于半刚性基层材料底面时对材料受力、变形及疲劳寿命的影响．结果表明，铺设土工格栅的半刚性基层材料的抗弯拉性能和疲劳寿命明显高于普通的半刚性基层材料。     

土工格栅与土体界面摩擦特性试验研究

土工格栅与土体界面摩擦特性指标是加筋土结构设计的关键。基于分析土工格栅与土体的界面摩擦形式,进行了一系列室内筋土界面拉拔试验和直剪摩擦试验,测试了两种试验条件的界面摩擦特性。试验结果表明：土工格栅与砂砾料接触面抗剪强度较高,而与粘土接触面抗剪强度很低。剪切速率对两种试验方法测得的界面摩擦特性指标有不同的影响。随着法向应力的增加或剪切速率的降低,筋土界面剪应力力峰值以及其对应的剪切位移增大。土工格栅的横肋对筋土界面特性具有重要贡献。随着填料压实度的提高,土工格栅加筋效果越明显。     

浅谈拼接路堤施工

结合沪宁高速公路无锡段扩建工程,区分普通路段和特殊路段两种情况,介绍了路堤拼接过程中开挖台阶、铺设土工格栅、新路堤压实等环节的施工方法和注意事项。     

土工格栅对加宽路堤边坡稳定性能影响有限元分析

当路堤进行加宽改造时，多采用土工格栅以增强路堤边坡的安全稳定性。基于有限元理论的强度折减系数法，从加筋刚度、加筋长度、加筋布置方式、筋土界面作用四个方面考虑，有助于有效地分析土工格栅对路堤加宽各阶段安全稳定性的影响。     

土工格栅处治填挖交界路基数值模拟与现场试验

考虑地基与路基的压缩变形与填挖交界处的相互作用,应用分析软件ANSYS建立了路基变形有限元模型,模拟了格栅竖向间距与挖方段铺设长度对土工格栅加筋纵向处治填挖交界路基的影响规律,并通过现场修筑不同方案的试验路段和沉降跟踪观测,研究了土工格栅铺设层数对填挖交界路基差异沉降的影响。分析结果表明:土工格栅的竖向铺设间距在0·8~1·0m时,路基不均匀沉降较小,路面产生竖向位移的变化较缓慢,建议土工格栅铺设的竖向间距以不大于1·0m为宜;改变锚固端格栅铺设长度对路面竖向沉降的影响很小,从经济角度考虑,挖方段土工格栅的最小锚固长度选取2m;在路基96区和94区底各铺设一层土工格栅可以有效降低路基差异沉降。     

不同网孔形状格栅加筋土界面特性试验研究

为探讨土工格栅网孔形状对筋土界面特性的影响,选取网孔尺寸和力学特性相近的三角形网孔土工格栅和矩形网孔土工格栅进行了拉伸试验.基于拉拔阻力、筋土界面抗剪强度、界面表观摩擦系数及格栅肋条变形等参数的变化规律,对不同法向压力及拉拔方向工况下格栅网孔形状对筋土界面特性的影响进行对比分析,结果表明:三角形网孔土工格栅对砂土颗粒侧向位移的限制大于矩形网孔土工格栅;对于三角形网孔土工格栅,工况TX_0和工况TX_90的峰值摩擦角分别为48.2°和38.2°,矩形网孔土工格栅工况SS20的峰值摩擦角仅为35.9°;拉拔过程中,三角形网孔土工格栅的横向肋条和对角线肋条出现了不同程度的挠曲变形,矩形网孔土工格栅的肋条主要为纵肋拉伸变形.     

土工格栅对受污道砟直剪特性影响的试验研究

为探究土工格栅对受黏土污染道砟力学特性的影响,通过对4种法向压力、3种黏土污染程度下土工格栅加固的道砟试样进行一系列直剪试验,对比分析土工格栅对道砟试样剪切强度和剪切变形的影响,研究了考虑黏土污染情况下土工格栅对道砟的加固效果. 研究结果表明:土工格栅增大了洁净及受黏土污染道砟试样的剪切强度,当污染指标VCI （void contamination index）为20%时提升峰值剪切强度最大达到24%;道砟剪切强度表现出典型的非线性特征,非线性强度准则拟合参数与道砟污染程度利用指数函数拟合,拟合结果可作为实际工程受污染道砟强度估计的依据;土工格栅可减小试样的最大剪胀量,同时可减小约0.7°～3.7° 的峰值剪胀角,并且在VCI为20%时土工格栅加固的效果最为明显.      

路堤荷载下加筋垫层加固软土地基的有限元分析

基于ADINA建立了土工格栅加筋垫层的有限元模型,对未加筋地基和不同加筋层数、不同加筋模量、不同加筋间距的加筋地基进行计算,分析了各种情况对地基沉降、侧移的影响.结果表明铺设格栅能有效控制软土地基的沉降和侧向位移;铺设多层格栅时最佳加筋层数为3层;随着加筋模量的增大,格栅对竖向沉降和侧向位移的约束作用增强,格栅模量为0.5 GPa以上时能发挥很好的加筋效果;加筋深度为0.2 m,间距为0.4 m时,格栅对沉降和侧向位移约束效果最佳.     

刚性挡土墙拓宽加筋路基稳定性演变数值模拟

为阐释山区公路刚性挡土墙拓宽加筋路基稳定性的动态演变规律及机理,结合山区公路路基拓宽改建多外设刚性挡土墙的特殊性,运用Phase2有限元软件,考虑土-结构相互作用,建立数值模型,所获加筋效果相关结论经离心模型试验宏观验证,开展基于剪切强度折减法的山区公路拓宽加筋路基稳定性分析,探究填土、土工格栅和填土-土工格栅界面三者力学响应动态演变规律及其对路基稳定性的影响. 研究结果表明:铺设土工格栅后路基面差异沉降减小47.1%,墙体最大外倾减小65.4%,路基稳定安全系数提高12.8%;随着剪切强度折减系数增加,填土-土工格栅界面单元滑移失效,但未决定路基稳定性,上层位衡重台外边缘处土工格栅的拉断失效将导致轴向拉力骤降,诱发拓宽路基失稳破坏.      

路基填挖交界处路面裂缝的三维有限元分析

为了合理铺设土工格栅,防止路基填挖交界处路面开裂,分别建立不加格栅和加入不同层数、不同长度格栅的路基有限元计算模型,分析了路面顶面的竖向位移和沿路线纵向水平应力应变以及格栅的应力应变。格栅的布设减小了路面顶面竖向位移,分散了集中在填挖交界处的拉应力和拉应变,各模型中格栅的最大拉应力均小于1 MPa,最大拉应变均小于0.3%,布设一层时的格栅或多层布设时的底层格栅,拉应力和拉应变从路堑一侧到路堤一侧逐渐减小,其余层格栅的拉应力和拉应变,以靠近交界处路堑一侧最大。对计算结果的分析表明,土工格栅消除或延缓了路面横向裂缝的发生,布设一层时的格栅或多层布设时的底层格栅,路堑一侧应长于路堤一侧,其余层宜以交界处为轴对称布设。     

超静定土工格栅的强度特性测试研究

超静定土工格栅的测试在现行规范中难以找到明确的测试方法。为了对超静定土工格栅的强度力学性能进行测试研究,对超静定土工格栅采取了7种不同种方案的拉伸试验测试。试验结果表明：1超静定土工格栅的单向土工格栅多条受力时呈现出以上一级（少于此多条格栅一条的多条格栅）的单根格栅折算强度的大约90%增加;2建议现行相关规范中土工格栅单条法计算拉伸强度时试样最大拉力应乘以一折算系数,对于本实验中的超静定土工格栅,所乘折算系数取为10（1-0.9^N）,N为样品每米宽度上的肋数;3本研究中的超静定土工格栅的超静定作用使得单根格栅折算强度提高1.03%～14.06%,效果明显,建议更多超静定土工格栅的生产与应用。     

土工格栅加筋路基沉降和应力的数值分析

利用数值分析的方法对土工格栅的加固效果进行了分析,结果表明土工格栅的存在明显提高了路基的强度和稳定性,使得路基中的应力与沉降重新分布,并对土工格栅的加固效果进行了定性的评价。     

含EPS夹层台背回填材料的离心模型试验

通过离心模型试验，研究了EPS(Expanded Polystyrene)夹层以及“夹层 格栅”结构对台背土压力和差异沉降的影响。根据等应变原则对台背结构、地基、回填材料、格栅和夹层材料进行模拟，采用n为20的模型比尺进行离心模型试验；并运用数字图像技术分析了土工格栅的位移与变形。研究发现设置夹层后回填材料对台背的土压力显著减小；台背与回填材料的差异沉降有所增加。“夹层 格栅”结构进一步减小了回填材料对台背的土压力，桥台与回填材料的差异沉降也比较小，格栅所受的拉应力明显变大。结果表明夹层的存在非常有利于格栅加筋效果的发挥．“夹层 格栅”的处理方法更加适用于三背回填的实际工程。     

基于PLAXIS软件的加筋路堤有限元分析

利用岩土工程有限元软件PLAXIS对软土地区加筋路堤的加筋效果和机理进行分析,探讨了土工格栅轴向刚度EA的大小和加筋层间距、部位等因素对加筋材料的内力分布、路堤坡脚水平位移、路基中心竖向位移的影响规律。结果表明:土工格栅能有效地抑制地基的侧向位移,对地基沉降起到均化作用,并能有效抑制路基坡脚外的隆起量,提高路基的稳定性。在路堤底部布设间距较小,刚度较大的格栅能显著的增强加筋效果。     

基于桩网路堤简化分析方法的参数研究

为研究桩网路堤各影响参数对其传力机制与变形特性的影响,通过理论推导得出了桩网路堤简化分析方法,采用该方法对桩网路堤进行参数分析. 首先,综合考虑路堤填土土拱效应、地基支承作用和土工格栅效应,采用抛物线方程描述土工格栅变形,推导得到了针对正方形布桩型式的桩网路堤的分析方法;其次,通过与现场试验和目前主流设计方法对比分析,验证了本文计算方法结果可靠、计算过程简便;最后,采用该理论方法针对路堤高度、土工格栅刚度、地基软土厚度、软土模量对格栅张力、地基最大沉降和应力集中比的影响规律进行系统分析,在此基础上,引入非重复性二次方差分析对各参数的影响程度进行了量化对比. 研究结果表明:格栅张力与路堤填高、格栅刚度、地基软土厚度成正相关关系,与软土模量成负相关关系;地基沉降与路堤高度、软土厚度成正相关关系,与格栅刚度、地基软土模量成负相关关系;应力集中比与路堤高度、格栅刚度、地基软土厚度成正相关关系,与地基软土模量成负相关关系;降低地基软土厚度和增大软土模量是保证土工格栅正常工作情况下尽可能增大应力集中比的有效手段;缩小桩间距或采用大桩帽,其优化效果好于提高格栅抗拉刚度.      

桩网结构路基格栅加筋作用及其拉力特性研究

为了研究柱网结构路基中土工格栅的加筋作用以及路基在动静荷载下土工格栅拉力的变化特性,建立了高速铁路柱网结构路基足尺物理模型试验装置,用激振器对路基施加动静荷载,利用土压力盒以及布拉格光栅分别监测路基内部土压力以及格栅拉力的变化特征.试验结果分析表明:路基上部荷载对路基内部土拱的稳定性存在影响,随着荷载的增大,土拱出现先强化后弱化的现象;桩土荷载分担比存在上限值,随着桩土差异沉降先增大后减小;当路基上部受到静荷载作用时,土工格栅能够使得桩顶上方承担的静荷载增加约12%,且路基中心处的格栅拉力增长最大;路基在长期动荷载作用下,格栅拉力产生了明显的变化,桩帽中心处的格栅拉力约增长了8%,路基筋材的设计需要考虑路基上方动荷载的影响.