加筋土挡墙合理布筋方式优化设计研究

为得到加筋土挡墙砂箱模型的合理布筋方式,首先依据0.3H法确定初始布筋长度,然后采用DIBT法验证其内、外部稳定性,从而得到了可行的布筋方案,并对不同工况下的加筋土挡墙承载能力进行了分析。     

基于砂箱模型试验的加筋土挡墙最优布筋方式分析

为探讨最小加筋材料面积的加筋土挡墙最优布筋方式,开展了以纸质作为挡墙面板和加筋材料的砂箱模型试验,测试了加筋土填料和加筋材料的物理力学性质,分析了布筋密度、筋带宽度及长度等因素对加筋土挡墙稳定性的影响规律。试验研究表明:处于极限稳定状态的加筋土挡墙,采用“窄筋密布”、“窄筋长布”方案的用筋量均小于“宽筋疏布”、“宽筋短布”方式;在用筋量相同条件下,采用“上长下短”布置方式的稳定性高于“上下等长”布置。     

某加筋土挡墙路基病害成因及变形机理分析

针对某加筋土挡墙路基病害，开展工程地质调绘、地质钻探、原位测试、室内土工试验及筋带检测试验等，研究病害成因和变形特征，分析加筋土挡墙的变形机理；通过外观、筋带强度、路基湿陷性和稳定性等方面的评价，为该段加筋土挡墙的整治提供充分的依据。     

预应力筋预拉力对预应力加筋土挡墙静力性能影响

采用模型试验与数值模拟方法研究了预应力筋的预拉力对预应力加筋土挡墙的变形、土压力分布、墙面板基础反力和破坏模式等静力性能的影响,根据试验实测数据及数值计算结果分析了预应力加筋土挡墙的工作机理。结果表明:预应力筋施加预拉力后,顶部荷载作用下挡墙的墙面板位移、顶部沉降以及墙面板基础反力比未施加预拉力的情况均明显减小;预应力筋施加预拉力后,加筋区内部水平土压力显著增大,但分布并不均匀。预应力筋施加预拉力对填料内的剪切带影响不明显,但非加筋区顶部加载时,预应力筋的预拉力能够有效阻止剪切带在填筑区域内贯穿,提高了挡墙的稳定性。     

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...     

不同加筋方式对风积沙路堤稳定性的影响分析

以风积沙路堤边坡为研究对象,对风积沙填料填筑的路堤边坡,从不同加筋方式进行了数值模拟研究。结果表明:等长加筋方式存在一定不足,采用不等长加筋方式较为合理。不等长布筋方式中,集中布筋方式长筋和短筋的轴力分布更加均衡,但从边坡变形和稳定性考虑,间隔布筋方式更合理。不等长加筋存在一个最佳长度比,推荐不等长加筋的长度比为1∶1.6。     

加筋土挡墙合理布筋方式数值模拟分析

加筋土挡墙具有良好的抗变形能力和抗震性能,同时兼具施工简便、造价低廉等优点,在实际工程中得到了较为广泛的应用。加筋土挡墙拉筋布置方式对其稳定性有重要影响,本文采用数值软件FLAC3D建立了数值分析模型,对不同工况下加筋土挡墙的土中应力、墙面位移和潜在破裂面进行了对比分析,结果表明:土中最大竖向应力随加载量的增加呈线性增大,最大侧向应力随加载量的增大呈非线性增大;墙面水平位移呈S形;筋条潜在断裂面接近朗肯破裂面。     

直立式加筋挡土墙稳定性数值模拟分析

采用MRAC软件,对直立式加筋挡土墙进行数值模拟,分析了加筋土挡墙的水平位移分布、面板的变形、筋材的受力和变形特性。分析结果表明:在土坡中设置加筋材料,能有效改善土体的变形状况,减小土体水平位移,提升挡土墙的工作性能,确保了土坡的稳定性。     

预应力筋预拉力对预应力加筋土挡墙稳定性影响

采用有限元法对刚性基础上无粘结预应力加筋土挡墙的稳定性进行数值分析。对挡土墙顶部逐步增加荷载研究其稳定性,以特征点处位移突变作为失稳判据。讨论了预应力筋的预拉力值对稳定性的影响,并推导出稳定性计算公式。结果表明:随着预拉力值的增加,失稳时加筋体内塑性区逐渐下移,塑性区与水平线夹角越来越小,加筋体内最小主应力值与挡土墙的稳定性都会增加。公式推导出的失稳荷载值与数值分析结果吻合较好。     

公路双面加筋土挡墙病害及其诱发机制研究

双面加筋土挡墙加筋交叉区的两侧筋带相互影响，使其与常规单面加筋土挡墙存在差异。为研究双面加筋土挡墙的破坏机制，在现场调查的基础上，通过有限元强度折减法研究挡墙的破坏模式及破坏开展过程，然后分析填土因素对挡墙变形的影响、面板刚度与挡墙整体安全系数的关系以及筋带在路堤内部的应变分布规律。结果表明：施工工艺控制不当是造成公路双面加筋土挡墙病害的主要原因，应严格控制施工质量以及加强对筋带连接位置的保护设计；双面加筋土挡墙会发生路堤整体剪切与地基剪切2种模式的破坏，路堤整体剪切破坏的破裂面形式为折线形、破坏的表现形式是面板鼓胀，地基剪切破坏的破裂面形式为爪形、破坏的表现形式是地表隆起和挡墙绕墙顶变位；面板刚度与挡墙稳定性呈对数线性关系；填土黏聚力超过30 kPa后，挡墙面板鼓胀位移几乎不再减小，而是呈现明显的收敛趋势，最大鼓胀变形位置位于墙高的1/4～1/3之间。     

基于可靠度理论的加筋土挡墙稳定性分析

针对加筋土挡墙存在的多种失效模式，分别建立对应的极限状态方程，基于可靠度理论采用一阶可靠度法，结合工程实例对加筋土挡墙稳定性进行分析。同时，对影响加筋土挡墙稳定性的几个关键因素进行了研究。结果表明:采用可靠度理论进行加筋土挡墙稳定性分析，可以很好考虑实际工程中的不确定因素；土工布的抗拉、抗拔性能随着竖向间距的减小而提高，同时，越靠近底层的土工布层的抗拉性能越差；特定设计参数下，存在最合理的挡墙高度。     

非均质各向异性加筋土边坡的抗震稳定性分析

加筋土因其良好的加固效果而被广泛应用于边坡工程。用极限分析上限方法,对非均质各向异性加筋土边坡的抗震稳定性进行研究,获得了均匀、上疏下密及上密下疏3种布筋方式下边坡临界高度的解析表达式。并用数值优化算法分析了土体非均质性、各项异性、边坡坡角、内摩擦角及地震荷载等因素对加筋土边坡稳定性的影响。结果表明:土体非均质系数、各向异性系数、内摩擦角及加筋强度的增加对边坡稳定性的提高具有积极作用,而坡角与地震荷载系数的增大则不利于边坡的稳定;3种布筋方式中,上疏下密对边坡加固的效果最佳,其次为均匀布筋方式,上密下疏的布筋方式效率较低。     

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。     

高路堤返包式加筋土挡墙的试验研究

为研究高路堤返包式加筋土挡墙结构的荷载状态和筋土相互作用,以我国西南山区一典型的高路堤返包式加筋土挡墙为工程依托,其上部为8 m高的未加筋路肩,下部为14 m高的返包式土工格栅加筋路堤,现场安装土压力盒及筋带柔性位移计,开展为期1 a的现场监测试验,深入分析加筋土体内部垂直土压力、土工格栅应变的分布规律以及加筋土挡墙的潜在破裂面形式。测试结果表明:格栅的网兜效应在土体中形成托举力,使得土工格栅可以有效改善筋土复合体内部的应力分布,减小垂直土压力;对于上部有路肩填土作为超载的加筋路堤挡墙结构,其加筋土体可划分为"斜坡荷载影响区"和"垂直荷载影响区",两区分界位置附近的垂直土压力和土工格栅应变均出现峰值;土工格栅应变沿筋长方向呈非线性分布,距离坡面4 m内的土工格栅变形在工后有随时间增大的趋势,但筋带最大拉伸应变仅为1.32%,筋带受到的最大荷载不超过40 kN/m,远小于其极限拉伸强度(165 kN/m);由实测筋带变形推算的潜在破裂面与采用GeoStudio和Geo5数值计算的潜在破裂面趋势较为一致,但数值计算的潜在破裂面相对于实测推算更靠近加筋土体内部,路堤的整体稳定性更高,数值计算结果偏于安全。     

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。     

基于FLAC3D的加筋土挡墙动力特性分析

为更清楚地了解加筋土挡墙抗震性能和动力学特性,采用数值分析软件FLAC~(3D)对其地震动力特性进行研究。结果表明:加筋土体的加速度沿墙高逐渐增大,在坡顶临空面处达到最大值;加筋土挡墙土体的剪切拉伸屈服面起于墙趾,以一定的角度斜向上延伸到达一定高度后垂直向上发展,其形态近似于对数螺旋面;顶层及底层的筋带拉力出现了不同程度的衰减,甚至出现筋带拉力失效状况。     

高路堤加筋土挡墙受力变形数值模拟分析

随着基础设施的进一步发展,高路堤加筋土挡墙修筑需求增大,而高路堤加筋土挡墙受力变形较一般路堤加筋土挡墙复杂,目前对其研究较少。为研究高路堤加筋土挡墙的受力变形特性,采用实际的工程图集案例,运用有限元分析方法,建立有限元模型,通过改变结构设计参数的单一因子,分析填料、加筋率、平台宽度等主要设计参数的敏感性,筛选出满足稳定性要求的设计参数取值范围,实现高路堤加筋土挡墙的优化设计。     

柔性加筋土挡墙路堤在软基上的应用研究

介绍在国内首次采用土工格栅建造的柔性加筋土挡墙处理在软基上填筑加高帮宽路的工程实践，以及设计计算，并阐述筋材和土体协调变形等问题。变形的主要原因是差异沉降对既有路堤的影响。采用传统的方法易留下工程的隐患。工程实践证明，采用柔性加筋土挡墙在软基上解决此类问题是成功的，且操作简单易行，并可降低工程造价，值得推广应用。     

加筋土坡临界高度的极限分析

为了解布筋形式与布筋密度等因素对土坡加筋效果的影响,用上限法对加筋土坡的临界高度进行了极限分析。使用刚体旋转破坏机构,并假设筋材的失效模式为本身的拉伸破坏,研究了3种布筋形式(均匀布筋、上稀下密线性布筋及上密下稀线性布筋)对边坡临界高度及滑裂面形状与位置的影响。结果表明:在平均布筋密度相同的情况下,上稀下密线性布筋对应的临界高度最大,而上密下稀线性布筋对应的临界高度最小;对于3种布筋形式,边坡临界高度都随平均布筋密度增大而明显增大;不同的布筋形式对应的滑裂面的形状与相对位置有较大差别;对于均匀布筋土坡,上限解与试验结果及有限元解有较好的一致性。     

加筋土挡墙的原型墙观测及有限元模拟研究

对板闸立交桥B、C匝道的加筋土挡墙进行了原型墙测试,在此基础上,运用岩土非线性有限元数值方法,对挡墙面板压力、侧位移、筋带拉力等进行对了比分析,数值计算与实测的结果吻合较好,表明有限元之于加筋土挡墙结构是一种有效的分析方法。