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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

基于有限元分析的新旧路基结合处不均匀沉降加筋防治技术应用研究

加筋防治技术在解决新旧结合路基不均匀沉降方面应用非常广泛。针对不同的加筋间距、单宽、单宽竖向刚度进行方案组合,利用有限元数值模拟手段对不同方案之间的处置效果进行分析和比较。结果表明:加筋对填土路堤的稳定系数和减小路堤顶面的沉降均有明显的改善效果;加筋间距对路堤稳定系数有较大影响,而筋材单宽刚度对其影响较小。     

土工格栅轴向刚度对复合地基的影响分析

为了探讨土工格栅轴向刚度对复合地基的影响,通过有限元数值软件建立了复合路基分析计算模型并验证了其合理性,分析了不同土工格栅刚度情况下潜在滑移面、路堤稳定性、土工格栅筋材拉力、水平和竖向位移的变化规律,结果表明:改变土工格栅刚度,潜在滑移面的位置和形状无明显改变,稳定安全系数和路基沉降基本不变;筋材刚度越大,格栅拉力峰值越大,土工格栅刚度的增加对于地基加固效果有明显的作用;增大筋材刚度可以减小路堤坡脚水平位移,尤其是浅层软土的水平位移,但作用并不十分显著。     

用有限元强度折减法对加筋路堤边坡特性分析

采用荷兰土工有限元软件PLAX IS,建立了未加筋路堤、等间距加筋路堤和不等间距加筋路堤三种有限元分析模型,分析路堤在三种情况下的稳定安全系数、坡脚水平位移、路堤中心地基与路堤顶部的竖向位移,并比较三种模型的计算结果。     

高液限土包盖法路堤填筑控制参数研究

针对高液限土包盖法路堤填筑封层土厚度、包边土厚度、加筋间距3个施工控制参数,基于GeoStudio-SLOPE/W模块从计算路堤稳定性的角度进行研究.结果表明:采用封顶土、封底土、包边土以及土工格栅加筋设计,能显著提高高液限土路堤填筑稳定安全系数;随着封顶土厚度的增加,高液限土路堤稳定安全系数先增加后减小,路堤封顶土厚度最优值为1.5m左右;随着包边土厚度增加,其稳定安全系数出现小幅波动,路堤包边土厚度最优值为1.5m左右;随着路堤加筋间距的增加,其稳定安全系数出现小幅下降,综合考虑加筋材料成本、加筋施工难易程度等因素,加筋间距宜为2.0 m左右.     

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。     

桩承式加筋路堤桩体荷载分担比计算

基于最小势能原理,分析了路堤填土、水平加筋体、桩(桩顶托板)及桩间土之间的相互作用,得到了桩体荷载分担比。研究了桩间距、路堤高度、桩顶托板宽度、路堤填土剪切模量、水平加筋体拉伸强度及桩土相对刚度对桩体荷载分担比的影响。结果表明:桩间距、路堤高度、托板宽度及桩土相对刚度对桩体荷载分担比影响较大,路堤填土剪切模量的影响次之,而水平加筋体拉伸强度的影响很小。设计桩承式加筋路堤时,主要应通过增大路堤高度与桩间距之比及桩顶托板宽度与桩间距之比来提高桩体荷载分担比。     

加筋土拉拔试验的拉拔过程数值模拟

在土工布加筋黄土的拉拔试验基础上,建立FLAC3D数值分析模型,研究了拉拔试验中筋材拉应力、填土应力和位移的发展变化过程。研究表明:在拉拔过程中,筋材的拉应力随着拉拔位移增加而增大,当位移达到一定值后筋材拉应力保持不变;筋材拉应力沿筋长线性减小;筋土界面的交互作用会使得填土位移和应力重分布,拉拔端填料的水平土压力增大,而筋材末端填料的水平压力减小。填料的位移随拉拔位移增加而增大,且受影响的填料范围不断扩大,受影响区域填料的形状由椭圆形逐渐发展成水平放置的钟形。     

高路堤陡边坡加筋的有限元分析

运用非线性有限元程序对比分析了某高路堤加筋和未加筋两种情况下的位移及应力水平，结果表明加筋能够较大幅度地减小堤身侧向位移及竖向沉降，有效地抑制塑性区的开展。说明高路堤采用土工加筋技术是经济可行的。     

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。     

双层立体加筋土的三轴试验研究

为探求双层立体加筋土的强度特性,通过三种布筋方式的加筋土试样进行了大量三轴试验。结果表明,在同样围压作用下,水平加筋土的强度比无筋砂土的强度有所提高;立体加筋土的强度比水平加筋土强度有所提高;立体加筋土的强度随着竖向加筋高度的增加而增加。结果还表明,不同的布筋方式对加筋土两个强度参数的贡献是不同的,单面、双面立体加筋能为土体提供较大的粘聚力,而环状立体加筋更多改善的是土体的内摩擦角。     

黄土地区超高填方加筋路堤沉降及变形研究

依托岢临高速公路,选取一填土高度为39.2m的超高填方路堤试验段,建立了FLAC3D数值分析模型,分析填筑过程中黄土地区超高填方加筋路堤作用机理.采用分级加载的方式模拟路堤的填筑过程,对路堤边坡坡脚、坡顶及变坡点等位置的沉降、水平位移和格栅轴力的变化规律进行监测分析.结果表明:路堤沉降随着填土高度增加而逐渐增加,且路堤中部沉降相对较大;路堤水平位移随填土高度增大而逐渐减小,且其方向逐渐由正向变为负向,路堤坡脚附近水平位移相对较大;路基横断面方向上的土工格栅轴力在一定长度范围内为零,此后呈先增大后减小的抛物线形变化,且格栅上覆填土高度越大,格栅轴力越大.     

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。     

土工格栅在填方路堤中的加筋作用试验研究

为了进一步理解土工格栅的加筋作用和在填方路堤中的应用方法,基于室内三轴试验,对加筋土的作用机理和力学性能进行影响分析,并建立了FLAC~(3D)数值模型,对土工格栅在填方路堤中的铺设方案开展优化设计。分析结果表明:加筋土样的承载能力明显大于未加筋的情况,随着加筋层数的增加,土工格栅的侧向约束作用越大,准黏聚力变化最明显;拟采用的双向土工格栅效果优于单向土工格栅,可以有效防止周围填土的扰动,增强筋土界面的嵌锁效应;随着填筑层数的增加,路堤的最大沉降位置和集中沉降区域向下移,而且整体位移趋于均匀、稳定;土工格栅的位置和长度均能影响路堤的沉降和侧向变形,分析模型得到的最优方案为在距坡脚0m的位置铺设35m左右的土工格栅。     

基于强度折减法某公路加筋填方路堤高边坡稳定性分析

依托西南地区某公路改扩建工程,采用强度折减法基于有限元软件将加筋土路堤髙边坡和素填土路堤高边坡分层施工过程的稳定性演化历程进行对比分析,得到了对加筋土路堤高边坡设计的一些建议。对于路堤稳定性分析,无论计算所得最大塑性应变和最大位移所在的位置和大小如何,以计算终止时的折减系数作为稳定安全系数基本是可行的。采用素填土构筑高填方路堤.三种坡比方案(1:1.5,1:1和1:0.58)均不能满足稳定性要求,需要对填筑坡体采取加固措施。采用TDGD200土工格栅,竖向间隔2m满铺布置,在没有坡脚加强措施的情况下适中的坡比(1:1)相比较大(1:0.58)和较小(1.1.5)坡比的填筑方案效果更好。最后基于优化方案分析了道路交通荷载对高填方路堤边坡稳定性的影响,研究结果表明道路交通荷载对加筋土路堤高填方边坡稳定性的影响较小。