加筋土-锚杆组合支护式路堤工作机理研究

以宜-巴高速公路某加筋土路堤断面为研究对象,结合现场监测数据,采用弹塑性有限元计算程序对加筋土-锚杆组合支护结构的变形受力特性进行研究,并针对筋材刚度、加筋间距、坡后锚杆连接与否等因素进行参数分析。主要研究结果表明:加筋土路堤中相邻阶梯水平位移变化幅度较大,且坡后台阶处出现较大不均匀沉降,需保证此处填土的压实度;加筋土路堤最大水平位移和垂直位移随着筋材轴向刚度的增加而减小;随着加筋间距的增加,加筋土路堤的安全系数相应减小,各加筋体承担的荷载不断增大;锚杆与加筋体连接情况下最大水平位移和垂直位移均较未连接的情况要小,安全系数提高。     

预应力CFRP加筋土路堤现场试验研究

预应力CFRP加筋土技术是应用碳纤维增强塑料(CFRP)作为加筋材料,通过对加筋土体侧向的CFRP筋带端部进行张拉并锚固,给侧向土体施加侧向压力,进而增加土体的稳定性和强度。将这一技术应用于临长高速公路,对该试验路堤进行了沉降观测、弯沉试验测试。试验表明,该技术可以显著地提高加筋土路堤的回弹模量和加速加筋土结构沉降稳定。     

桩承式加筋路堤桩体荷载分担比计算

基于最小势能原理,分析了路堤填土、水平加筋体、桩(桩顶托板)及桩间土之间的相互作用,得到了桩体荷载分担比。研究了桩间距、路堤高度、桩顶托板宽度、路堤填土剪切模量、水平加筋体拉伸强度及桩土相对刚度对桩体荷载分担比的影响。结果表明:桩间距、路堤高度、托板宽度及桩土相对刚度对桩体荷载分担比影响较大,路堤填土剪切模量的影响次之,而水平加筋体拉伸强度的影响很小。设计桩承式加筋路堤时,主要应通过增大路堤高度与桩间距之比及桩顶托板宽度与桩间距之比来提高桩体荷载分担比。     

钢网面板土工格栅加筋土挡墙现场试验研究

通过对湖南省湘潭至衡阳西线高速公路第12合同段边坡防护工程中的新型加筋土结构——钢网面板土工格栅加筋土挡墙进行现场监测试验,得到了该加筋结构形式在逐层填筑施工过程中垂直土压力及水平土压力的分布规律、拉筋的变形规律。监测试验结果表明:上下级墙底的垂直土压力沿土工格栅拉筋长度方向呈非线性分布,分布曲线并不相同,最大值在拉筋中后部且大于理论值,并随着时间的推移逐渐消散。实测墙背水平土压力由于受到约束不同,其值的变化规律亦不同。随着荷载的增加,各层拉筋的应变也随之增大且靠近墙面板处的拉筋变形最大。受施工荷载、气候等各方面的影响,部分拉筋出现了负应变。工程实践表明该加筋结构形式设计合理、安全可靠、受力性能良好、绿化效果显著。     

加筋土在高速公路高路堤陡边坡上的应用概述

加筋高路堤陡边坡技术由于其性能安全可靠、经济效果显著等特点而备受关注,具有广阔的应用前景。文中阐述了加筋土试验研究的现状,从加筋土的特性、机理、边坡稳定性3个方面的研究入手,辅以工程应用范例,探讨了加筋高路堤陡边坡的稳定性。     

基于预应变加筋土复合体力学特性试验研究

通过对未进行土工加筋、常规土工加筋及预应变加筋3种工况的土体对比试验,揭示常规土工加筋虽然对控制路堤的侧向变形及不均匀沉降有一定效果,但预应变加筋对提高路堤的稳定性,其效果更加明显,进而分析了预应变加筋土技术的力学特性;同时,给出了预应变加筋土技术中土工网合理的拉伸范围,并提出常规加筋技术中土工筋材与土体之间弹性模量相互匹配问题。为土工加筋尤其是预应变加筋施工技术的推广应用提供了参考依据。     

加筋土陡边坡受力测试分析

在系统调研加筋土陡边坡路堤研究应用的基础上,结合赣龙铁路加筋土陡边坡典型工程,开展了水平土压力、竖直土压力、土工格栅拉筋应变以及坡面水平变形等项目的现场测试,研究了加筋土陡边坡的受力特征、作用机理,验证了设计方法,测试结果及多年运营表明:加筋土陡边坡设计合理,能满足路堤稳定和变形的要求。     

对加筋土陡坡路堤型式的设计改进

介绍加筋路堤变形破坏的型式,提出了对一般加筋陡坡路堤采用路肩放坡的设计改进和加筋土组合式挡墙这一新型结构形式。经在重庆万县—梁平高速公路中的示范应用,取得了良好的经济效益和社会效益。     

土工织物加筋柔性桥台合理间距的模型试验对比研究

由于台背路堤和桥台两者形成差异沉降,桥头跳车成为普遍且复杂的问题,对这一特殊路堤病害的成功处治尚不多见。近年来,加筋土结构的柔性桥台开始应用于工程实践,这种结构有可能在根本上防止桥头跳车的产生,但其加筋间距的确定具有较大的盲目性。本文对土工织物加筋柔性桥台进行了4组室内大模型试验,对不同加筋间距下柔性桥台的工程特性进行了详尽的对比分析。试验结果表明,土工织物加筋柔性桥台的合理间距为30～50cm。     

土工格室界面特性与处治路堤现场试验分析

拉拔试验能更好的反映加筋土结构中筋材的加筋行为,采用自制的拉拔试验装置来测试高填方路堤的现场砂粒填料与土工格室的界面特性参数,分析土工格室与土的界面摩擦作用,进一步研究土工格室的加筋机理。结合工程实例,对土工格室处治高填方路堤进行现场试验,分析格室在路堤横断面的受力特点以及格室的加筋性能。试验结果表明:土工格室拉拔受力是一个渐进式的过程,随着拉拔位移继续增大,格室后面几排网格依次受到填料的阻力,拉拔界面的剪应力呈台阶式的上升;格室与填料的界面摩擦角大于填料本身的摩擦角,且拉拔系数K大于1.0,格室加筋性能远优其他平面材料的加筋性能;在路堤横断面方向,格室承受拉应力;在新旧路堤搭接处,格室受拉应力最大,是重点需要处治的位置。研究表明格室能有效的约束路堤土的侧向变形,同时土工格室所在层位起到了扩散荷载的作用。     

加筋桩承式路堤的三维土拱效应分析与试验验证

为真实反映加筋桩承式路堤的土拱效应,采用三维球形土拱假设,建立了一种路堤荷载和均布荷载共同作用下的土拱效应分析方法。基于Hewlett土拱分析方法推导了无加筋体时路堤荷载和均布荷载作用下的桩土荷载分担表达式;对于加筋桩承式路堤,依据桩帽顶部加筋体沉降的特征,将加筋桩承式路堤分为2个部分,采用不同的沉降假设分别建立其竖向平衡方程,求得桩帽顶面和桩间土表面对加筋体的支撑力;通过离心模型试验和现场实测结果进行对比验证,采用参数分析法对影响土拱效应的主要因素进行等级评价。结果表明：加筋体抗拉强度对桩土应力比以及加筋体拉力均具有很高的影响等级,研究结果能够为分区域铺设加筋体提供理论依据。     

土工格栅加筋路堤机理研究进展

文章对土工格栅加筋路堤的机理和强度特性研究进行了综述。土工格栅加筋路堤机理的研究主要借助于室内外试验和数值分析等手段进行,研究问题主要集中在土工格栅与土之间相互作用机理、土工格栅加筋土强度特性以及土工格栅加筋路堤的变形破坏机理、稳定性影响因素及影响规律等方面。这些方面的研究都取得了较为丰硕的成果,并为土工格栅加筋路堤的设计提供了依据。实际工作状态下土工格栅与土相互作用的机理、土工格栅对周围土体的有效影响范围以及水对土工格栅与土相互作用的影响等问题仍值得进一步研究。     

混凝土楔形拉筋的应用和试验

本文针对的拉筋问题,目前是我国加筋土结构应用、发展的关键环节。文中介绍了混凝土楔形拉筋及其与矩形拉筋对比试验的结果。由于楔形拉筋对两侧填土产生挤压作用,改善了加筋土结构中拉筋与填土间相互作用的方式,大幅度地增加了拉筋的锚固作用和抗拔力,加强了土、筋的整体性,因而可显著地增大结构的安全度减少拉筋数量,有利于加筋土结构的推广和进一步降低工程造价,具有重要的实际意义。     

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。     

拓宽路堤填土期间土工格栅的力学行为试验研究

土工格栅在道路建设工程中广泛应用,但土工格栅在路堤中的受力情况和效用发挥仍不清晰。结合广三高速公路直接拼接拓宽路堤工程,采用在土工格栅安装柔性位移计观测土工格栅应变的方法,测试分析和研究土工格栅在桩承式加筋路堤填土期间的力学行为。研究表明,对于桩承式加筋土路堤,土工格栅拉应变随填土高度增长,能有效地将荷载分散到桩体,路堤荷载作用下土工格栅横向应力分布呈现中央小、两侧大的特征,但是发生的应力和应变远小于设计值,道路扩建工程中土工格栅的材料设计具有进一步优化的可能性和必要性。     

土工格栅蠕变特性试验研究

加筋土技术已在公路、水运、铁道、水利等工程中广泛采用。加筋材料在工程中的蠕变性及耐久性问题一直是人们关注的重要问题。通过对土工格栅的系列变形试验,得出土工格栅长期荷载作用下的变形特征,即变形率与时间呈对数关系,与应力大小呈“S”曲线关系,为加筋土结构设计计算和加筋材料在工程上的应用提供重要参考。     

加筋土挡墙变形和受力特性原位荷载试验研究

为了研究加筋土挡墙在路基面荷载作用下的受力和变形特征,通过拉拔与原位荷载试验,进行了加筋土墙体水平土压力、墙面水平变形及拉筋应力等分布规律的研究。结果表明:筋材应力沿其长度方向呈单峰值分布,峰值距墙面1.5 m处;加载初期墙面水平位移沿墙高呈反"S"形曲线分布,极值位于墙顶和中下部;路基面荷载作用主要影响挡墙上部土压力分布,相应的侧向附加土压力近似呈倒三角分布;由于加筋土的扩散、卸载成拱效应的影响,使得竖向附加土压力向下衰减比传统挡土墙更快。     

预应力CFRP加筋土路堤的有限元分析

预应力CFRP加筋土路堤是一种新型的路堤施工技术,该技术采用了碳纤维增强塑料(CFRP)作为加筋材料。路堤填筑到一定高度后对其下的筋带进行张拉,对土体施加侧向预压应力,从而提高了路堤的承载能力。这种路堤构筑技术采用MSC.Marc有限元软件进行仿真,有限元计算过程中考虑了筋带与填土的相互作用、填筑过程、预应力施加。与试验结果对比,计算结果较为合理。     

软弱地基上的新型加筋土墙

安全可靠、经济合理地解决软弱地基上的高填方支挡结构设计问题往往是一种挑战,该文结合工程实际介绍了一个在软弱地基上填土高度22m的新型加筋土墙的设计。软弱地基采用桩承加筋土垫层处理,新型加筋土墙为组合模块墙面土工格栅加筋结构。组合模块墙面克服了传统拼装薄墙面"鼓肚"变形和墙背结点处因应力集中拉筋容易断裂的缺点,文中介绍了组合模块墙面的稳定计算及计算实例。     

软土桩承加筋路堤优化设计研究

为了得到经济安全的软土桩承加筋路堤设计方案,该文依据现场试验结果,结合理论推导,对软土桩承加筋路堤的设计进行了系统的研究。结果表明:现行加筋体理论张拉力计算值严重偏大,反映的加筋体应力应变关系与材料性质相悖;采用复合加筋体模型计算得到的加筋体张拉力和下垂量与实际状态吻合;单桩承载力综合安全系数建议取1.3,桩间软黏土承载力基本可以忽略,上部荷载由桩体承担;建立的桩承加筋路堤优化设计理论能得到既满足相关技术要求、工程造价又比较经济的桩承加筋路堤设计方案。