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。     

土工格栅加筋土的强度和刚度特性试验研究

利用室内试验测定了土工格栅加筋碎石土的无侧限抗压强度和土工格栅加筋粉砂土的回弹 模量,分析了加筋层数和压实度对加筋土的抗压特性和变形特性的影响规律。试验结果表明：当 格栅层距较小时,土工格栅加筋碎石土具有良好的抗变形韧性,且土的压实度越高,其无侧限抗 压强度越大;与未加筋的纯土相比,土工格栅加筋粉砂土的变形刚度有显著提高,且格栅层数越 多,提高的量越大。     

高填方加筋路堤的稳定性数值分析

通过ANSYS建立高填方加筋路堤模型,采用强度折减法分析了路堤的稳定性并讨论了筋材长度、加筋层数对路堤稳定性的影响。研究表明,加筋后路堤的最大塑性应变区由边坡中上部转移到了下部,塑性应变区的位置要较未加筋时更深,从而有效提高路堤的稳定性、减小路堤侧向变形,且路堤安全系数随筋材长度和加筋层数的增加而增大,侧向变形随筋材长度和加筋层数的增加而减小。     

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。     

格栅加筋道砟界面宏细观力学响应的离散元研究

为揭示格栅-道砟协同作用机制并明确界面强度衰减的内在机理,建立三维离散元模型对格栅加筋道砟界面力学行为进行了研究,模拟过程中充分考虑了道砟棱角特性及空间定向的随机性,模拟结果显示,拉拔荷载主要由筋材首条横肋承担,筋土强相互作用区域大致为筋材首条横肋前端两倍网孔长度处,而界面宏观强度降低的内在原因在于颗粒体系承载骨架的失效。研究成果将为加筋有砟道床工作机制的理解和工作性能的优化提供参考。     

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.      

双绞合钢丝网加筋涵洞位置的沉降变形特性分析

结合某城市道路路基施工工程实例,采用双绞合路面加筋网对涵洞位置进行加筋处理,对不同的加筋方案路基路面的沉降变形特性进行数值模拟分析。结果表明：双绞合钢丝网相比于其他土工加筋的材料具有较大优势,提高了路基的抗差异沉降能力;增加钢丝网层数,抵抗差异沉降效果不明显,单层加筋网长度为3m时,可满足设计要求;沉降曲线表明,在涵洞外侧、涵洞上方和水稳基础顶面同时布单层钢丝网条件下路面顶面沉降值最小。     

土工格室加筋对挡墙填方路基承载性的影响

土工格室对一般路基的性能影响显著，但在两侧挡墙高填方填土路基中增加土工格室对路基承载性的提高程度还不明确。通过模型试验，设置无筋和3种不同加筋间距等4种工况，研究土工格室在两侧挡墙路基中的应用效果、不同层间格室和挡土墙的力学特征。试验表明：加筋除了对承载力的影响显著，同时对路基初始模量有较大改善，在达到容许荷载时，其依旧能保持结构自身完整性；筋材所受拉应力与深度呈反比，首层格室所受拉应力和提升速率均远大于其余层；挡土墙受力呈三角形分布，于0.22H处突然增大。     

复合式路面层间夹层抗反射裂缝能力的模拟试验

为了探索不同夹层材料对延缓旧水泥路面沥青加铺层整体结构反射裂缝的效果,在现有国内外防反射裂缝室内模拟试验的基础上,采用加载方式更接近于实际的轮辙仪进行模拟试验。对比研究了加铺经编玻纤格栅、FHGS高强玻纤复合材料土工格栅(简称FHGS格栅)、聚酯玻纤布和橡胶沥青应力吸收层等4种防反射裂缝措施与直接加铺沥青面层之间防反射裂缝效果的差距。试验结果表明:加铺经编玻纤格栅、FHGS格栅、聚酯玻纤布、橡胶沥青应力吸收层与无防反措施相比,其加铺层顶部初裂轮载作用次数分别提高了2.65,2.26,2.04,1.61倍;终裂轮载作用次数分别提高了4.34,3.97,3.31,2.61倍。考虑到尺寸效应的影响,在刚柔复合式路面的实际工程中应当优先采用FHGS格栅作为防反射裂缝的措施。     

列车荷载下桥上CRTS Ⅲ型板式无砟轨道挠曲力与位移

针对中国自主研发的CRTSⅢ型板式无砟轨道在运营阶段的受力变形问题, 以梁-板-轨相互作用原理为基础, 考虑钢轨、轨道板、自密实混凝土层及底座板等细部结构的空间尺寸与力学属性, 运用有限元法建立了高速铁路桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路精细化空间耦合模型; 计算了列车荷载作用下轨道及桥梁结构的挠曲力与位移, 分析了不同列车荷载作用长度、桥上扣件纵向阻力及墩台顶固定支座纵向刚度对挠曲力与位移的影响。研究结果表明: 在全桥加载情况下, 多跨简支梁桥上钢轨挠曲力在支座处表现为拉力, 跨中表现为压力, 大跨连续梁主桥上钢轨挠曲力在两侧边跨表现为拉力, 中间跨表现为压力, 单线加载时2种桥上有载侧钢轨挠曲力分别达到了38、53 kN, 约为双线加载时的1/2;轨道、桥梁结构纵向力与位移最大值不同时出现在同一工况下, 需要根据不同的检算部件选取最不利的列车荷载作用长度, 并将ZK活载中的集中力设置在跨中位置; 采用小阻力扣件可以改善钢轨受力与变形, 简支梁桥和连续梁桥上钢轨最大挠曲力分别减小了35%和22%, 钢轨纵向位移分别减小了7%和5%, 但轨板相对位移分别增大了26%和30%, 需加强观测以控制钢轨的爬行; 从轨道及桥梁结构的安全性与耐久性角度考虑, 建议将墩台顶纵向刚度控制在设计值的1.0~1.5倍范围内。