复合加筋格宾挡墙不同加筋方式数值模拟研究

介绍了复合加筋格宾挡墙的单元组成及结构形式。采用FLAC3D深入研究了复合加筋格宾挡墙的力学响应,探讨了不同面板形式、不同加筋方式时墙面侧向变形和筋材拉力的分布规律,提出了复合加筋的最佳加筋方式。研究结果表明：加筋方式对面墙侧向位移的影响较大,交替加筋比分组加筋有更小的面墙侧向位移;保持加筋间距不变而减小加筋刚度比增大加筋层间距而增大筋材刚度更可取;在交替加筋的同时沿墙高适当减小加筋刚度可节省筋材费用。面墙形式、筋材布置方式对筋材拉力的大小和分布形式有重要影响。     

加筋土支挡结构侧向位移的有限元分析

侧向位移是影响加筋土支挡结构应力状态的重要因素。本文采用有限单元分析的数学方法，应用弹性非线性邓肯—张模型，对一加筋土支挡结构的侧向位移进行了分析，并在计算过程模拟了逐层施工，计算结果与实测结果的分布形态基本一致。进一步研究表明，筋材的刚度、间距、加筋体的形状以及局部超载的作用对加筋支挡结构的侧向侧位移有显著的影响，在加筋土工程设计时应把筋材刚度、间距、加筋体的形状以及局部荷载的作用作为主要因素加以控制。     

预应变加筋路堤中加筋材料的变形计算

基于施工期及通车后各种荷载对预应变加筋土中筋材所引起的总变形力学特性,围绕初始应变及预应变、路堤填土高度引起的土体初始沉降及其各压缩层的正常沉降、筋材在长期荷载作用下产生的蠕变等三方面,给出总应变、预应变、压缩应变、蠕变等一系列相关计算公式并通过实例验证其合理性。为大力推广预应变加筋法施工新工艺提供了更为完善的理论依据和技术指导。     

包裹式加筋土桥台工作机理的模型试验研究

土工合成材料加筋土桥台具有缩短桥梁跨度、降低工程造价的优势。包裹式加筋土桥台是其中的一种形式，桩柱包裹在加筋土桥台内，由桩柱承担桥梁自重和桥上交通荷载。在加筋土桥台内存在加筋土与桩柱之间的相互作用，对此尚缺乏应有认知。本研究完成了4组包裹式加筋土桥台的模型试验，以研究包裹式加筋土桥台的工作原理，探讨墙趾水平约束和筋材绕桩方式等对桥台变形和桩柱受力的影响。研究结果表明，在包裹式加筋土桥台中，桩柱与加筋土之间存在明显的相互作用，桥台在工作荷载下结构稳定，工作性能良好；在路基、路面荷载和被挡土体的共同作用下，桩柱承受了较大的侧向土压力，桩柱的存在阻挡了加筋土的位移，减小了桥台的侧向变形和加筋材料的受力；设置墙趾水平约束、减小加筋间距和采用刚性格栅绕桩方式均可增强加筋土桥台的整体性，减小桥台的变形和加筋应变，改善包裹式加筋土桥台的工作性能。研究结果可为包裹式加筋土桥台工程设计提供参考。     

条形面板加筋土挡墙拓宽旧路基的三维数值模拟分析

采用ABAQUS软件对条形面板加筋土挡墙拓宽旧路基建立三维弹塑性有限元模型,将新老路基与地基作为一个整体考虑,计算并分析不同工况新旧路基位移与应力分布、面板侧向位移、旧路基变形特征以及筋材应变的变化规律.结果表明,该三维有限元模型能够很好地模拟加筋拓宽路基变形、基底土压力变化、墙面侧向位移以及土工格栅应力应变的分布规律.     

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。     

刚性面板加筋挡土墙的离心模型试验研究

通过土工离心模型试验,研究了刚性面板加筋挡土墙的变形特征及其内在破坏模式。试验程序包括设计加速度条件下正常工作状态的模拟和极限加速度条件下极限工作状态的模拟,就挡土墙面板侧向位移和加筋材料的应变进行了实时测量;并测量了极限状态下模型剖面的位移标记的变形,从而获得了极限工作状态土体滑动破坏面的位置。试验结果表明:(1)加筋土挡土墙所发生的侧向位移量远小于无加筋挡土墙的位移量,并且加筋层竖向间隔越小,加筋层越密,相对侧向位移量越小,加筋效果越明显;(2)整体式刚性面板加筋土挡土墙的性能优于一般的分离式刚性块式面板加筋土挡土墙;(3)加筋材料有从回填体中被拔出破坏的可能性,因此,加筋风积沙挡土墙内部稳定性校核时,需要验证抵抗这种破坏的安全性。     

土工网格材料加固地基室内静态蠕变试验研究

利用轴对称荷载作用下的土工网格材料加固粘性土地基室内模型试验装置，研究了加筋参数(加筋参数包括筋材的层数N，各筋材间的层间距Z和筋材类型等)对地基土承载力与抗变形能力的影响，以及长期荷载作用下地基土的变形规律，分析了压实度K、土工网格间填土厚度等与加筋土变形之间的关系。     

基于统一强度理论的加筋土挡墙筋材拉力与土压力分析

应用统一强度理论和等效附加围压理论,考虑中间主应力的影响,研究了加筋土挡墙筋材拉力及侧向土压力的变化规律。在筋土相互作用的分析中,考虑筋材变形和筋土之间的相对滑动,并且将等效附加围压用筋土界面摩阻力代替,为等效附加围压的计算提供新的方法。进一步基于统一强度理论推导了筋材受到的拉力沿着筋材水平方向的分布及加筋土挡墙侧向土压力沿着挡墙深度的分布。结果表明:筋材受到的拉力在筋材中部达最大值,呈复合指数分布,筋材同一位置处随着中主应力系数b的增大,拉力逐渐减小,当b=0.5时,计算值与实测值较吻合;在不同的强度理论下,侧向土压力沿着挡墙深度均由小变大,在相同深度处侧向土压力随着中主应力系数b的增大而减小,同样,当b=0.5时,对应的侧向土压力计算值与侧向土压力实测值较吻合。     

传感型土工格栅加筋含轮胎片体填料挡墙性能模型试验

风化料-废旧轮胎片体（TDA）混合形成的轻质土具有重度小、透水性强等优点，可用于台背回填，能显著降低工后沉降。然而TDA在土中的质量比对加筋土挡土墙性能的影响尚不清楚。为此，针对以风化料和TDA混合料填筑挡土墙的性能开展了一系列比例为1：5的缩尺模型试验，研究风化料中的TDA质量比（20%、30%和40%）和条形荷载位置对挡土墙极限承载力和变形的影响。模型中的加筋材料为自主研发的传感型土工格栅（SEGG），SEGG兼具加固和变形自检测功能，可以通过测试其电阻变化的方法实现对筋材应变的分布式测量。试验结果表明：加筋土挡墙的极限承载力在条形荷载距离侧墙0.4H（H为侧墙高度）时达到最大，同时极限承载力随着TDA质量比增加而减小；破坏时侧墙变形随TDA质量比增加而显著增加，同时侧墙形状随条形荷载的位置不同而不同；通过试验观察可知，滑裂面通过了每层SEGG的最大应变区域；随着条形基础与墙面距离的增加，滑裂面向更深处发展；当条形荷载距离侧墙0.8H时，挡墙破坏模式接近平面基础剪切破坏模式；当TDA质量比达到40%时，TDA与风化料出现离析现象。对比发现，20% TDA质量比更适用于加筋土挡土墙工程；当条形荷载距离侧墙为0.4H时，极限承载力达到最大；锚固楔体法适用于加筋土挡墙滑裂面；SEGG应变的测量结果与滑裂面的试验观察结果吻合较好，同时也证明，TDA质量比和条形基础的位置均对挡墙破坏时的滑裂面有影响。     

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。     

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。     

退台式格宾加筋挡土墙现场测试及数值模拟分析

通过对某高速公路加筋挡墙两个断面进行现场监测试验,分析了退台式格宾箱加筋路堤墙后土体受力变形特性,并在现场试验的基础上采用FLAC~(3D)有限差分软件进行了数值仿真分析,对加筋挡墙墙后土体水平土压力、挡墙内部土体水平变形、挡墙内部垂直土压力以及筋材应变分布进行研究。结果表明:筋材能够很好的控制土体的塑性变形;潜在滑裂面位置为离挡墙0.34H到0.6H区段内(H为第一级边坡高);加筋处理后边坡的安全系数为1.28;面墙附近垂直土压力产生较大的突变,挡墙基础处垂直荷载较大,且墙趾下方基础处水平应力集中明显,挡墙侧向变形呈中间大两侧小的外鼓曲线分布。     

筋一板无连接加筋土挡墙受力变形特性分析

综合考虑水对加筋土挡墙的影响及加筋土挡墙中面板的作用,提出一种新型加筋土结构,即墙后设置砂反滤层的筋一板无连接加筋土挡墙.采用复合材料理论,对其进行了非线性有限元分析.研究内容包括加筋土挡墙的应力分布、沉降及墙面侧向位移分析.计算结果表明:无连接加筋土挡墙的结构特性较传统加筋土挡墙有一定的优越性,具有应用及推广的实用价...     

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。     

模块面板式加筋土路基力学行为试验研究

利用加筋土路基室内试验模型，探索模块面板式加筋土路基在顶面局部荷载作用下的受力变形规律。结果显示：侧向和竖向土压力沿格栅布设长度方向均呈中部大、两端小的非线性分布趋势；面板累积侧向位移沿面板高度呈“中央大于首尾”的非线性分布趋势；格栅累积应变在整个填筑-加载过程中经历增加-波动和减小-稳定两个阶段；路基上部附加应力扩散角随外荷载的增加呈先增后减态势；侧向土压力系数沿面板高度分布规律与侧向土压力较为一致。     

粉煤灰加筋土挡墙工作机理的离心模型试验研究

将能够完全满足模型相似律的离心模型试验方法应用于粉煤灰加筋挡墙研究中。试验基于整体刚性面层加筋土挡墙结构研究了粉煤灰加筋土挡墙的工作机理、筋材中的应变分布、粉煤灰加筋挡墙的变形。结果表明,加筋土挡墙所发生的侧向位移量远小于素土无加筋挡墙的位移量,且加筋层竖向间距越小,加筋层越密,相对侧向位移量越小,加筋效果越明显;因粉煤灰填筑密度较轻,加筋后的挡墙所发生的相对侧向位移量较小,说明加筋效果明显。     

麦秸秆形状效应对加筋盐渍土抗变形能力的影响

以等围压和减围压应力路径三轴压缩试验,研究不同加筋形状麦秸秆的加筋盐渍土的抗变形性能。研究结果表明:1/4圆弧状麦秸秆的加筋土的强度最大、抗变形能力最强,在相同围压下,1/4圆弧状的麦秸秆加筋土的强度增长速度较快。在低围压时,麦秸秆加筋土的偏应力应变曲线呈硬化型,在高围压时,曲线呈软化型。圆管状加筋土破坏形式主要为局部破坏,1/4圆弧状加筋土为整体破坏,1/2圆弧状加筋土破坏形式介于圆管状和1/4圆弧状之间。1/4圆弧状的麦秸秆加筋土的抗变形能力最优。     

加筋土筋材工程特性试验研究

通过对常用于加筋土工程的4种典型筋材－土工格栅、土工带、土工网和土工布进行不同法向荷载作用下的拉拔试验，加－卸载多循环应力－应变关系试验，长期加载蠕变试验，得出了这4种典型筋材的工程特性指标，对实际加筋土工程具有重要参考作用。     

加筋土挡土墙设计分析

以一高速铁路应用实例,介绍和探讨了加筋土挡土结构的强度、稳定性等方面的设计理论及方法.加筋土挡土墙的设计应进行内部稳定和外部稳定计算:内部稳定计算包括筋带的强度验算和抗拔验算,确定筋带的长度和截面积及面板的厚度;外部稳定验算包括挡土墙沿基底滑动验算、基底承载力验算、倾覆稳定验算、地基与墙后土体的整体滑动验算以及必要时的地基沉降验算.