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。     

基于MARC的土工格栅加筋挡土墙的有限元分析

为了研究土工格栅加筋挡土墙的工作性能,运用有限元分析软件MARC对一试验墙进行数值计算,通过对比分析验证了MARC的可靠性,在此基础上,对模型参数进行修改,分析预应力施加、加筋距离、加筋长度和挡土墙墙高对加筋挡土墙水平位移的影响。结果表明:预应力施加、加筋距离、挡土墙墙高对加筋挡土墙变形特性影响较大,加筋长度影响不显著;实际工程中应综合多方面因素考虑对加筋挡土墙进行合理设计。研究结果可为加筋挡土墙的设计提供一定的依据。     

考虑地基固结的挡土墙土压力有限元法分析

应用有限元程序建立了考虑地基固结的挡土墙后土压力分析平面应变计算模型,研究了等效交通荷载作用和工后固结阶段挡土墙土压力与土体水平位移分布规律。计算结果分析表明：挡土墙与土体之间的相对位移决定了土压力分布规律;在外部荷载作用下挡土墙形成刚体旋转与平行移动的混合位移模式,该模式决定了土压力沿深度的变化规律;固结变形导致的土压力与水平位移变化与荷载作用下的土压力与水平位移变化规律类似但方向相反。     

基于有限元的加筋土挡土墙加筋材料合理设计参数

为了得到施工过程中填料和加筋材料的搭配、加筋材料设计的参数,依托德商高速的加筋土挡土墙,采用大型岩土软件PLAXIS,建立加筋土挡土墙内部稳定性分析模型。选择水平位移、竖向位移和安全系数作为评价指标,确定在合理范围内,挡土墙的稳定性随加筋长度的增加而增大,随着加筋材料竖向间距的减小而增加;加筋长度越长,加筋材料竖向间距越小,对挡土墙水平位移的抑制作用越明显,对于竖向位移影响甚微。     

后牵引式加筋挡土墙性能分析

针对高陡边坡的支护，提出一种后牵引式加筋挡土墙，通过有限差分法软件FLAC3D建立其数值分析模型，着重分析了后牵引式加筋挡土墙在自重和上部荷载作用下的水平位移、填土的沉降、格栅的应力、外部稳定性，并与常规加筋挡土墙做比较。结果表明:后牵引式加筋挡土墙在抗滑桩的“牵引”作用下能够大幅度地减小挡墙的水平位移以及填土的沉降量；而常规加筋挡土墙易于在自重和荷载作用下发生外部稳定性破坏；后牵引式加筋挡土墙通过“牵引”作用可以避免发生破坏，从而提高填土的整体稳定性。     

基于COMSOL Multiphysics深基坑挡土墙开挖数值模拟

针对内支撑式挡土墙深基坑开挖与支护过程中地表沉降和挡土墙变形的稳定性问题,应用COMSOL软件对上海某地铁深基坑开挖工程进行仿真模拟,并结合现场实际监测进行对比分析。结果表明,COMSOL软件模拟分析开挖后地表沉降的最大位移值为18 mm,这与现场监测结果十分吻合。挡土墙的侧向最大水平位移的模拟值为34 mm,实际监测的最大水平位移为36 mm,这主要是由于模拟过程没有考虑土体中水的影响,然而土体中有含有少量水,因此出现微小的误差。但是COMSOL模拟挡土墙的水平位移变化趋势与实际监测结果是一致的。在深基坑开挖过程中,COMSOL能精确的模拟深基坑的开挖与支护过程,这对工程实际具有重要的指导意义。     

长潭高速公路边坡处治施工稳定性有限元分析

采用有限元方法模拟长潭(长沙—湘潭)高速公路K205+560右侧滑坡开挖及处治过程,对滑坡后挡土墙的受力及位移变形进行力学模拟,并分析了挡土墙拆除过程中土体的下滑变形趋势,为确定处治方案及施工流程提供依据。     

抗沟渠型空洞水平加筋体的作用机理及设计方法

考虑上覆土体的土拱效应及水平加筋体的大变形,将下卧土体沟渠型空洞条件下的水平加筋体分为滑动区和空洞区,并建立了其受力变形分析模型.利用该分析模型研究了滑动区水平加筋体界面强度、水平加筋体上覆土体的厚度和有效内摩擦角以及水平加筋体刚度对水平加筋体受力变形的影响.在此基础上,以水平加筋体的最大拉应变作为控制标准,建立了工程上抗沟渠型空洞的水平加筋体设计方法.结果表明:上覆土体厚度和有效内摩擦角对水平加筋体受力变形的影响很大,而水平加筋体的抗拉刚度直接决定了其拉应变的大小.     

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。     

黄土地区高填方段挡土墙变形区的数值模拟研究

采用工程地质调查、钻探、取样分析以及室内数值模拟等方法,对某黄土高填方挡土墙变形进行了研究,查明了典型黄土高填方变形区线性挡土墙变形方式,揭示了填方场地的变形规律,将抗拉与抗剪作为挡土墙破坏判据,分析总结了挡土墙的力学特征与变形规律。通过对挡土墙与填方土体的相互作用分析,指出了高填方挡土墙破坏机理,并根据高填方场地挡土墙受力与变形特点,对挡土墙设计提出了相关建议。     

双面加筋挡土墙结构特性分析

结合远安至当阳一级公路改建工程中采用的双面加筋挡土墙结构,以非线性有限元法对其结构特性进行了分析,并用Drucker—Prager模型模拟土体材料的非线性,研究分析了拉筋拉应力及墙背土压力沿墙高的分布规律,有限元分析结果与现场实测值吻合良好。研究表明,双面加筋挡土墙结构明显不同于一般重力式挡土墙,研究成果对其工程应用和进一步推广提供参考。     

车辆动载作用下双级柔性加筋挡墙位移分析

采用MidasGTS NX有限元分析软件,结合柔性加筋双级挡墙的工程实例,使用动力分析方法,对车辆动载下加筋挡墙各个结构物的位移变化规律进行研究,通过对加筋挡墙与不加筋挡墙情况下模型不同时刻、不同部位动位移的分析,得出以下结论:车辆动载下,土工格栅对加筋挡墙和不加筋挡墙的差异性影响显著,土工格栅不仅能明显加大土体的约束,而且还能有效的减小路面结构各层的水平位移和竖向位移。     

深沟谷加筋土高挡土墙研究

介绍了太原东山过境高速公路加筋土挡土墙所在地的工程地质环境，挡土墙的结构形式、施工方法、以及竣工后的运营情况。根据非柔性材料加筋后，土体c、φ值同时提高的原理，分析了挡土墙结构物的强度特性，表明该结构物在我国具有广阔的应用前景，值得推广。     

地震作用下土工格栅加筋土挡土墙动力响应分析

采用连续介质快速拉格朗日差分方法对一座土工格栅加筋土挡土墙地震作用下的动力响应进行了计算分析,将加筋材料中最大拉力、动土压力、加速度放大效应的数值模拟结果与FHWA和公路加筋土工程设计规范计算值进行了对比分析。计算分析表明,挡土墙面板位移与加筋材料拉力均随时间累计增加,地震持续时间对加筋土挡土墙动力影响明显;在地震末期,加筋材料拉力、动土压力数值计算值要明显大于规范计算值;地震时加速度沿墙高有明显的放大效应,加筋土挡土墙墙趾分担了相当一部分动土压力。当前规范设计方法对这些因素均未给予充分的考虑。     

桩承加筋垫层复合地基桩土应力比分析

对带桩帽的桩承式复合地基水平加筋垫层进行受力变形分析,得出加筋体的挠曲变形量及筋材拉应力。在此基础上,视复合地基中竖向桩体和桩间土体为线弹性体,由静力平衡及变形协调条件,同时考虑筋材拉应力的作用,得到水平加筋垫层上下桩土应力比的计算方法。该方法能反映桩土间的差异沉降量、水平向加筋体抗力作用、桩间距、桩帽直径等因素对桩土应力比的影响。最后,采用该方法对某一现场试验结果进行分析,理论值与实测值吻合较好。水平加筋垫层的存在使复合地基桩土应力比增大,地基承载力提高,用文中方法计算桩承加筋垫层复合地基桩土应力比是可行的。     

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。     

基于流固耦合分析的库水位变化对公路挡土墙稳定性影响研究

水位变化是造成沿溪库公路支挡结构失稳的重要原因。该文基于达西定理和强度折减法,建立了浸水挡土墙流固耦合数值分析模型,对库水位变化时公路挡土墙的位移、应力和安全系数的变化进行了分析。研究表明:沿河库水位变化会引起墙后土体孔压变化,对挡土墙的应力分布和变形都会有较大的影响;水位上涨会使挡土墙受到的总侧向压力减小,安全系数增大,但基底应力会增大;水位下降会使挡土墙受到的总侧向压力增加,安全系数降低;对沿河库挡土墙稳定性研究时应当进行流固耦合分析。     

加筋二级边坡极限分析方法研究

加筋土边坡在实际工程中有重要的应用,对该类边坡的稳定性分析是非常重要的工作。然而对二级加筋边坡稳定性研究较少。利用上限法,对二级加筋边坡的稳定性进行了研究。建立了外力功率,土体与筋材能量耗散方程,并利用Matlab优化平台对临界高度进行求解。所得结果可以指导边坡失稳分析与防护设计。与已有结果的对比分析表明：采用本文方法对二级加筋土坡的稳定性分析是简单有效的。     

新型加筋格宾挡土墙性能分析

通过对某高等级公路易失稳段所开发的一种新型加筋格宾挡土墙进行监测及数值分析,研究墙体侧向变形、竖向变形、基底应力及应变增量的分布规律。结果表明:墙体侧向变形总体呈"勺型"分布,墙体中下部变形小,变形主要分布在上部;随着荷载强度的增加,竖向变形也相应增大;基底应力分布不同于一般的柔性基础及刚性基础,总体由墙趾处向墙踵部位呈曲线分布;荷载强度在增加后,影响区域剪应变增量整体向右上方发展,并愈发集中,潜在滑动面位置基本稳定,并大致分布在0.3H分界线附近;随着荷载强度的增加,水平加筋系统的应变增量明显加大,总体朝着墙后填土方向发展,并随着设置高度的增加而增大;研究成果可为新型加筋格宾挡土墙设计及施工提供参考。     

加筋土挡土墙地震动力特性研究

研究加筋土挡土墙抗震动力特性,通过非线性有限元法与试验方法分析,结果表明:两者分析结论较为接近,地震动力对加筋材料与土体间的动似摩擦系数的影响,随加速度增大而明显减弱。