土工格栅加筋陡坡路堤的有限元分析

采用Plaxis程序建立了土工格栅加筋陡坡路堤的有限元分析模型,利用该模型对陡坡路堤边坡坡比、路堤高度、筋带间距及筋带参数等因素对陡坡路堤稳定性的影响机理进行了研究,并对加筋陡坡路堤的极限承载力进行了数值分析。分析结果表明,土工格栅加筋陡坡路堤不但能降低路堤的总竖向沉降量,减小路堤的侧向位移,确保陡坡路堤稳定性,还能显著提高路堤的承载力。     

基于强度折减法的加筋路堤稳定性分析

土工格栅在加筋技术中应用非常广泛,合理的设计方法是保证结构安全、稳定和耐久性的重要前提。通过PLAXIS软件建立基于强度折减法加筋陡坡路堤模型,分析加筋陡坡路堤的安全系数。结果表明,随着筋材间距的增加,加筋陡坡路堤的安全系数会逐渐减小;边坡高度越高,边坡则越不稳定,安全系数越低。     

考虑格栅流变性的筋土台阶墙模型试验及其数值分析

为了研究格栅加筋墙的长期蠕变特性,在室内修筑了3台阶模型墙,对该试验的筋带和挡墙进行了长期蠕变试验。针对该模型建立了数值模型,采用粘弹塑性流变模型和粘弹性本构模型分别考虑填土与土工合成材料的非线性蠕变性,筋材与填土、填土与面板及面板之间的相互作用效应。在计算中反映逐层填筑过程,采用增量-初应变迭代法,对加筋挡墙的长期工作性能进行了分析。通过与实测结果的比较,分析得到了3台阶加筋墙的长期工作性能特性。     

基于数值分析的土工格栅加筋陡坡路堤优化设计研究

为了探讨土工格栅加筋陡坡路堤设计参数对稳定性的影响,以G216线民丰至黑石北湖公路项目土工格栅加筋陡坡路堤工程为例,借助Midas GTS NX有限元软件实现土工格栅加筋陡坡路堤的建模,研究路堤构造形式、填土参数、筋材参数对路堤最大水平位移以及路堤稳定性的影响规律.结果 表明:填土黏聚力、内摩擦角以及土工格栅弹性模量越大,加筋路堤最大水平位移越小,路堤整体稳定性越好;对于高陡坡路堤,可以通过路堤分级的形式对路堤进行加固;"上疏下密"型布筋方式比"中间密"型以及"均布"型更能有效限制路堤的水平位移;在加筋陡坡路堤设计时,建议土工格栅的弹性模量不低于7 MPa,筋材布设层间距不大于60 cm.     

土体内插加筋单元法在加筋土挡墙计算中的应用

提出了土体内插加筋单元的计算方法,基本原理是将土体与筋带独立划分单元,不考虑筋带单元的节点重叠.在筋带节点位移的土体单元内部设置与筋带节点数目相同的土体附加节点.从而建立了土--筋带--面板挡墙联合作用的有限元模型.简化模型与非简化模型计算结果对比,验证了简化模型计算的正确性.根据依托工程的现场情况,采用有限元数值分析方法进行了模拟,计算结果与现场实际比较好的模拟.     

加筋粘性土筋土界面剪切特性的试验研究

对加筋粘性土筋土界面的剪切特性进行试验研究，在试验的基础上对粘性土加筋土界面剪切特性及其影响因素进行分折。研究表明，粘性土筋土界面剪切特性与试验方法、剪切速率、填土的含水量和密实度紧密相关，从而为加筋土工程的设计和施工提供依据。     

土工格室加筋粘性土的强度特性研究

对土工格室（三维立体加筋材料）加筋粘性土的强度进行了试验研究，在加筋率相同的条件下，将土工格室中筋土与筋材平铺加筋土及无筋土的强度进行了对比研究，找出了土工格室加筋粘性土抗剪强度增加的原因，探明了土工格室加筋土的工作机理。     

筋土界面参数研究综述

结合国内外筋土界面参数的最新研究进展,从试验方法、加筋材料、填料以及常用参数定义等方面进行总结,指出现行规范中筋土界面参数在加筋材料、填料及无试验资料时的合理取值等方面存在局限;通过对各种试验方法的分析,认为直剪试验和拉拔试验是研究筋土界面特性的主要手段;然后详细讨论了各种试验方法测得的参数之间的联系,尤其是直剪试验和拉拔试验获取的界面摩擦参数的关系;最后推荐加筋土结构设计时采用强度参数而放弃似摩擦系数,并建议在更加明确对加筋材料和填料要求的同时,完善现行规范对无试验资料时筋土界面参数的推荐取值。     

加筋软土路基动力特性的影响因素研究

基于土工格栅与软土地基的作用机理,建立了加筋软土接触面变形特性的模拟计算模型;借助有限元数值仿真计算方法分析研究了荷载形式、加筋层数、筋材位置、移动荷载等诸多因素对加筋软土路基力学性能、变形特性的影响。数值模拟计算结果表明:荷载作用形式对加筋软土路基表面位移的影响并不显著;然而即使在移动荷载作用下加筋层数、筋材位置依然能够显著改善软土路基的动力及变形特性。     

桩承式路堤考虑筋材作用桩土应力比分析

针对Hewlett土拱理论设计桩承式加筋路堤桩土应力比时没有考虑筋材作用的缺陷,在Hewlett土拱理论的基础上考虑筋材的作用,建立路堤土拱、筋材与路堤土体相互作用的力学模型,推导出考虑筋材作用下桩承式路堤桩土应力比的计算公式,并通过广梧高速公路一试验段工程实测数据的对比分析,验证了改进算法的合理性和可靠性。     

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。     

土工格栅加筋高陡坡路堤稳定性及其影响因素分析

土工格栅具有独特的物理力学性能,将其作为加筋材料铺设于路堤边坡中,能够有效地改善路堤的变形特性,提高路堤的整体性能。采用FLAC3D建立数值分析模型,基于强度折减法对土体抗剪强度参数及筋土界面参数进行模拟,对比分析了土工格栅对高陡坡路堤稳定性的影响。同时,研究了不同条件下路堤边坡的安全系数及潜在滑动面的变化规律。结果表明:当土体抗剪强度参数较小时,在土体中铺设土工格栅,路堤边坡安全系数可提高10%~20%;对比分析加筋与未加筋工况下路堤边坡的稳定性可知,格栅与土体的相互作用提高了路堤的稳定性,边坡滑动面向深层发展,其曲率变缓。     

格栅加筋膨胀土拉拔试验测试值的数值模拟

单向土工格栅加筋膨胀土技术在治理膨胀土地区堑坡坍滑方面得到了成功的运用,该技术的关键是筋土间的相互作用力,需通过拉拔试验获得。国内外不少学者尝试用数值模拟来获取土中加筋的拉拔力,而模拟所需参数大多采用经验估算或文献获得。由于一些参数取值与实际不符,导致模拟结果与工程实测值有不小误差。目前通过完成系统试验获得所需参数后再做数值模拟的不多,而先做加筋膨胀土拉拔试验,再对其数值模拟的更鲜见。首先用直剪试验获得了膨胀土的抗剪强度指标,然后用自行研发的大型数控拉拔试验系统完成了单向土工格栅加筋膨胀土拉拔试验,取得了数值模拟所需单位面积刚度系数、筋土界面黏结强度及摩擦角等参数,重新设计并进行了带位移监测且改变施测上覆压力的拉拔试验。运用FLAC3D软件,利用其内置的土工格栅单元对试验测试结果进行了数值模拟。通过对拉拔力、监测位移的模拟结果与试验实测数值间的对比发现:两者误差较小,表明将数值模拟法用于预测加筋膨胀土试验中筋材的拉拔力及位移可行,能方便获取筋土间应力、应变的发生、发展与变化,可减少做拉拔试验的经济和时间成本,为加筋机理研究提供了一种快速便捷的研究方法。     

加筋土筋土界面特性试验研究

通过直剪试验研究路堤填料含水量对筋土界面特性的影响规律。试验结果表明,当填料含水量大于其最佳含水量后,界面破坏时的剪切力随着填料含水量的增加而降低。通过拉拔试验,研究填料种类、填料压实度、加筋材料对筋土界面特性的影响规律,可为加筋土工程的设计和施工提供参考。     

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。     

筋土界面摩擦特性拉拔试验研究现状与发展

筋土界面的摩擦特性是现代加筋土技术研究的热点和难点,是彻底弄清加筋机理和建立加筋土理论体系的关键.许多学者在这方面做了大量的试验和理论研究工作,取得了一些成果.但由于影响筋土界面摩擦特性的因素多,情况复杂,加之目前由于试验设备及方法的限制,有许多问题还是没能彻底弄清楚.简单介绍目前国内外的一些研究成果,包括试验设备、试验方法及试验结果,着重分析试验的影响因素、存在问题及今后的发展方向.     

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。     

筋材特性对不同加筋方式黄土强度的影响

为探讨筋材特性对不同加筋方式黄土强度的影响,利用GDS静三轴测试模块,以硬窗纱、软窗纱、笼布为加筋材料,开展了3种围压下4种不同加筋方式的静三轴试验,研究了筋材特性和加筋方式对黄土强度的影响,分析了加筋黄土强度指标的变化规律。结果表明:对比3种筋材的加筋效果,笼布硬窗纱软窗纱,相对筋材强度而言,筋材的协调变形能力在加筋效果中起主导作用;在一定加筋层数范围内,加筋土的强度随加筋层数增加而增大,加筋层数相同时,靠近土样中部的加筋方式能达到更好的加筋效果;加筋黄土的加筋机理符合"等效附加围压原理",其强度的提高来自于黏聚力的增大,内摩擦角基本保持不变。     

对两种材料加筋土的三轴试验研究

通过两种加筋土样的三轴试验，对不同围压、不同加筋层数土样的应力一应变曲线、强度特性进行了研究。结果表明，土体破坏时能承受的应力随围压和加筋层数的增多而增大。极限抗拉强度较大、延伸率较小的筋材能使加筋土体的应力一应变曲线由应变软化型变为应变硬化型。加筋土样的两个抗剪强度指标都随加筋层数的增多而增大，但不同的加筋材料对不同土类的粘聚力和内摩擦角的贡献不同。     

加筋土挡墙水平位移解析计算与参数分析

加筋土挡墙因具有造价低廉、施工简便等优点而在公路、铁路等交通基础设施中被广泛应用。作为一种轻型柔性支挡结构，加筋土挡墙易产生较大的水平位移。目前已有的加筋土挡墙水平位移计算公式大多忽略了加筋区整体在土压力作用下产生的水平位移，有必要提出一种准确计算加筋土挡墙总水平位移的解析式。将加筋土挡墙总水平位移分为加筋区内部筋材伸长产生的水平位移和加筋区整体在土压力作用下产生的水平位移两部分。假定加筋区内部破裂面由0.3H法确定，根据胡克定律建立计算加筋区内部由于筋材伸长产生的水平位移解析式；假定加筋区为一复合弹性体，根据虚功原理建立加筋区整体在土压力作用下产生的水平位移解析式，两部分共同构成了加筋土挡墙的总水平位移。结果表明：随着填土模量、填土内摩擦角、填土黏聚力、筋材抗拉刚度和筋材长度的增大，加筋土挡墙的最大水平位移逐渐减小；筋材伸长产生的位移占总位移的比值随填土模量、填土内摩擦角、筋材长度的增大而增大，随填土黏聚力和筋材抗拉刚度的增大而减小；与原型试验测试值和数值模拟值相比，该解析计算结果可反映加筋土挡墙墙体位移沿墙高的分布规律，同时与既有经验公式相比，该方法计算结果更接近实际值。