软土地基上加筋路堤有限元法分析

通过非线性有限元法研究了软基上土工织物加筋路堤实际工况下软基超静孔压消散、软土地基竖向变形和塑性区分布规律,同时分析了筋材应变及其水平向分布、未加筋与加筋路堤工后沉降历时曲线及其水平向分布规律,揭示了筋材协调土体变形,减小不均匀沉降,同时减小路堤工后沉降的作用机理。     

土工格栅加筋桥涵台背回填材料的离心模型试验

通过土工离心模型试验,研究土工格栅加筋台背回填材料作用于台背土压力的分布状况、加筋体的沉降变形特性、筋材的应变和变形特征。经分析比较提出了加筋回填材料离心模型试验的测量方法,通过粘性土、加筋粘土、风积砂、加筋风积砂等几种材料的台背回填离心模型试验和研究,发现土工格栅的加筋作用对土压力和沉降变形的影响显著;回填体中加筋材料所在的位置越深,该层筋材的拉伸应变值越大;同一层筋材上,靠近回填体与相邻路堤接壤处发生的拉伸应变最大。结果表明：适当提高底层加筋材料的强度,增加锚固端加筋材料的长度,能明显提高回填体的整体稳定性,减少台背回填区表面的沉降变形。     

土工格栅防护埋地HDPE管道的变形与力学性能

为了深入分析土工格栅加筋防护对埋地管道的减载性能,采用埋地管道上方地表加载板静载试验,综合对比研究了筋材首层埋深、铺设长度与层数及管周土性质和管道埋深等因素对管道变形和力学性能的影响.研究结果表明:当筋材长度由0增至4D(D为管道外径)、管周土密实度由45%增至75%、加筋层数由0增至3~4层时,管道上方加载板极限承载力相应地分别增加1.40倍、1.60倍和2.52倍;管道以环向应变为主,应变范围在-1.0%~0.5%之间;相同条件下管道垂直径向变形大于水平径向变形,且当筋材首层埋深为0.4B(B为加载板宽)、筋材长度为4D和筋材层数为3~4时,土工格栅加筋减载防护性能最佳.     

局部加筋式路堤的载荷试验研究

为了控制路堤滑移面,设计了一种在路堤中上部铺设筋材的局部加筋路堤结构.选择干砂作为填料、尼龙网作为筋材,采用自制的模型试验箱,按照25 ∶ 1相似比,以压实度K≥94％为控制指标,制备了无加筋、全断面加筋、局部3层加筋、局部4层加筋等4种路堤模型;开展了室内路堤模型静载试验;对比分析了在均布荷载P作用下,加筋路堤与无筋路堤、全断面加筋路堤与局部加筋路堤、局部3层与局部4层加筋路堤等不同工况的路堤内部土压力E、路堤沉降量s(包括路堤路面沉降量、路堤内部竖向沉降量)、路堤极限承载力Quk、坡面侧向位移L、筋材拉应变ε等参数的变化特性.结果表明:加筋能够降低路堤内部土压力、提高路堤抗侧滑性能;全断面加筋的效果最好;局部3层、4层加筋路堤的内部土压力仅分别比全断面加筋路堤的大6.15％、2.17％,限制侧向位移能力分别约为全断面加筋路堤的2/4、3/4,但筋材用量分别为全断面加筋路堤的57.14％、42.86％.     

浸水高填方路堤变形性状模型实验研究

通过室内模型实验对高填方路堤在浸水情况下的变形特性进行研究,探讨了水位高低、路堤高度、加筋、填料性质等因素对浸水高填方路堤侧向变形和竖向变形的影响.实验结果表明:高水位时路堤的侧向位移和竖向位移比低水位时显著;浸水高填方路堤的最大侧向位移一般发生在填土层高度的25%~35%处;加筋能有效地减小浸水高填方路堤的侧向位移和竖向位移,起到防止路堤填土层底部开裂和提高路堤稳定性的目的.     

浸水高填方路堤变形性状模型实验研究

通过室内模型实验对高填方路堤在浸水情况下的变形特性进行研究，探讨了水位高低、路堤高度、加筋、填料性质等因素对浸水高填方路堤侧向变形和竖向变形的影响。实验结果表明：高水位时路堤的侧向位移和竖向位移比低水位时显著：浸水高填方路堤的最大侧向位移一般发生在填土层高度的25％～35％处：加筋能有效地减小浸水高填方路堤的侧向位移和竖向位移，起到防止路堤填土层底部开裂和提高路堤稳定性的目的。     

桥台后加筋回填变形性状影响因素分析

为了揭示通过加筋回填减小路桥过渡段差异沉降的力学机理,参照桥台后加筋回填离心模型试验原型尺寸,应用ABAQUS有限元方法建立了桥台后加筋回填平面应变数值分析模型,通过不同加筋设计参数(加筋间距、加筋长度和筋材刚度)以及回填材料强度与地基刚度的影响因素分析,研究了桥台后加筋回填变形性状。研究结果表明:减小土工格栅加筋间距,增加土工格栅弹性模量、回填材料内摩擦角以及地基刚度,采用倒三角形变长度加筋布设,皆可有效减小桥台后回填体表面沉降;地基刚度特性对加筋回填变形行为的影响取决于地基与加筋回填体的相互作用特性。     

土工格栅加筋路堤影响因素研究

在野外修筑了4段连为一体的试验路堤,其中3段含土工格栅加筋层,格栅层间距各不相同.用土压力盒测量了每段路堤底部的竖向土压力.在试验研究的基础上建立有限元模型,模型得到了试验数据的验证.用该模型对土工格栅加筋路堤进行了计算分析,探讨了加筋层间距以及路堤土的内摩擦角、粘聚力和弹性模量对加筋路堤沉降和应力分布的影响规律.得到以下主要结论:(1)加筋路堤的表面沉降随格栅层间距的减小而减小,其根本原因是加筋路堤内部的竖向应力随格栅层间距的减小而降低,而水平应力却随之增加;(2)加筋路堤的整体性和竖向变形的均匀性随格栅层间距的减小而提高,这有利于改善路面结构的受力和变形条件,从而延长路面的使用寿命.     

加筋黏性土加筋效果的三轴试验研究

为研究施工期加筋黏性土的加筋效果,考虑加筋构筑物施工速度快、排水条件差等不利条件,选用各向同性的铝箔做加筋材料,采用三轴试验研究施工期加筋黏性土强度及变形破坏特性.试验结果表明:加筋黏性土的应力-应变特性曲线呈应变软化型,试样均表现为拉断破坏;相同轴向应变时,围压越大,轴差应力越大;围压一定时,加筋层数越多,加筋效果越好;高围压下需达到一定轴向应变,筋材即发挥作用,围压越大滞后效应越明显;黏性土中加筋作用表现为土体黏聚强度的增加,说明准黏聚力理论可用于分析评价施工期加筋黏性土的加筋效果.     

土工格栅加筋路堤的有限元分析

采用非线性有限元方法来分析加筋土坡的位移场,可建立五种计算模型。通过有限元分析,对一般土质地基上土工格栅加筋路堤的工作性能进行研究,并对不同布筋方式的土工格栅加筋路堤进行计算与分析,研究各种工况下路堤整体变形情况以及路堤内位移分布、坡面侧移情况。结果表明：加筋能较大幅度地提高路堤的整体刚度和内部稳定性,对地基均匀性和抗变形能力的要求有所提高;加筋路堤边坡的水平位移随着路堤加筋位置的上移而增大。     

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。     

加筋路堤边坡结构性能的现场试验研究

针对5种工况的格栅加筋路堤边坡进行现场试验,对各种工况下土压力、格栅应变和路堤沉降进行了跟踪观测,并比较分析了格栅应变、土压力和沉降的变化规律,进而研究了加筋层数及加筋类型对路堤结构性能的影响,所得结果对格栅加筋结构的后续研究和工程实践具有一定的指导意义。     

Sandwich形加筋土桥台受力性能数值模型研究

为研究Sandwich形加筋土桥台受力和变形性能,通过FLAC3D软件建立Sandwich形加筋土桥台与传统的粗颗粒土加筋土桥台的数值计算模型,研究条形荷载作用下两种加筋土桥台的竖向沉降、水平变形、水平土压力及筋材处竖向压力的变化规律。研究中将计算结果与其他文献的结果进行比较,验证数值模型的正确性。结果表明:两种形式桥台的荷载—沉降变化规律一致,但Sandwich形加筋土桥台比粗颗粒土加筋土桥台极限承载力小8%;Sandwich形加筋土桥台比粗颗粒土加筋土桥台最大水平变形大4%;两类桥台的墙后水平土压力随着上部作用荷载的增大而逐渐增大,随着高度的增加而减小。Sandwich形加筋土桥台筋材处的垂直土压力沿水平方向呈非线性分布,最大值发生在筋材中后部,粗颗粒土加筋土桥台变形以及筋材受力分布较均匀。     

移动荷载作用下加筋路堤的三维动力响应

利用半解析方法研究移动荷载作用下加筋路堤的动力响应问题。基于Biot多孔弹性介质的波动理论,建立三维横观各向同性弹性加筋地基模型。在忽略土颗粒压缩和自重的情况下,利用Fourier变换将土体波动方程转化为常微分方程。通过数值计算研究加筋与不加筋时,速度、筋材弹性模量和加筋率等对路面竖向位移的影响。计算结果表明:在一定范围内,速度越大加筋效果越显著;速度相同时,加筋后的路面竖向位移明显小于加筋前;筋材弹性模量和加筋率在一定范围内增大时,加筋后的路面竖向位移均呈减小的趋势。     

加筋土边坡筋材拉力分布与分区

基于离心模型试验成果,建立了不同坡高和坡度加筋土边坡有限元模型,采用强度折减法计算了边坡安全系数达到1.30时的筋材最大拉力;通过归一化筋材拉力和边坡高度,分析了坡高和坡度对筋材拉力沿坡高分布的影响,并结合实际加筋土边坡筋材拉力实测数据,探讨了筋材拉力分布与分区。分析结果表明:数值计算的边坡滑动面位置和形态以及破坏时的安全系数与离心模型试验结果吻合;边坡高度对筋材拉力分布影响不大,而坡度对其影响显著,随坡度增大,筋材最大受力区域由边坡中部逐渐向底部转移;从总体筋材拉力分布来看,边坡上部1/3和下部2/3高度范围内各层筋材最大拉力之和分别占总加筋力的1/4和3/4,边坡上部所需的筋材拉力较小,若按假定筋材拉力沿坡高均匀分布的1区方法进行总加筋力的分配,会使得加筋土边坡下部的安全度降低;宜按坡度进行加筋土边坡总加筋力的分区,对于坡度不大于1.0∶1的边坡,总加筋力按高度相等的3个区分配,顶、中、底区加筋力分别为总加筋力的1/3、1/2、1/6,对于坡度为1.0∶1~2.0∶1的边坡,以其上部1/3高度为顶区,下部2/3高度作为底区,顶、底区加筋力分别为总加筋力的1/5、4/5,而对于坡度不小于2.0∶1的边坡,也等分为3个区,顶、中、底区加筋力分别为总加筋力的1/6、1/3、1/2;可收集更多的实测数据充实筋材拉力数据库,应对加筋土边坡加筋力按坡度分区方法进行进一步的完善和验证。     

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/柔性组合墙面加筋土挡墙受力机制分析

基于刚/柔性组合墙面加筋土挡墙离心模型试验,建立了原型挡墙三维精细化数值模型,分析了连接件端板埋深、拉杆刚度、竖向层间距、筋材刚度、加筋长度以及墙体高度等因素对上覆荷载下挡墙受力机制的影响.研究结果表明:端板埋深、筋材刚度、连接件层间距,以及加筋长度等对连接件荷载分担比影响不大,而拉杆刚度增大使得连接件荷载分担比增大明显;组合墙面水平荷载随挡墙高度的增加而增大,可采用朗肯主动土压力计算;挡墙工作状态时连接件荷载分担比随连接件与筋材刚度比的增大而增大,当刚度比达到8.6时,连接件荷载分担比约为60%,并趋于稳定.      

考虑分层填筑的高路堤沉降变形特性分析

为研究高路堤动态填筑全过程沉降变形特性,基于非线性有限元数值模拟,对比分析高路堤与一般路堤分层动态填筑过程中地基面沉降、路堤面沉降和坡脚处地基剖面侧向位移的分布演变规律,讨论填料轻质化、压实度提高对沉降变形的影响。研究发现:高路堤分层填筑全过程中堤身荷载不容忽视,采用轻质填料可极大减小高路堤的压缩变形和地基沉降;随着压实度的提高,如路堤填土弹性模量增加2倍,高路堤路基面沉降则减小16. 9%,而地基面沉降和坡脚处地基剖面侧向位移影响甚微。     

高填方加筋路堤的受力性能及质量保证措施

高填方加筋路堤是近期迅速发展的一种保证高填方工程质量的优良施工方案，路堤在加筋后，能很好地提高土的抗剪承载力整体稳定性，减小其变形量，可有效地防止路基失稳破坏，保证其使用要求和质量安全。     

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.