土工格室生态挡墙工程性状分析

应用Marc软件,通过模拟土工格室生态挡墙墙体、加筋层与填土的相互作用,对生态挡墙墙背的位移和应力性状进行分析,并结合实体工程进行墙背侧向土压力测试。结果表明:土工格室生态挡墙在外荷载的作用下,除了刚体位移之外,还会发生挠曲变形,具有柔性支挡结构的特点;墙背侧向土压力随着距墙顶距离的增大而增大;数值计算与现场测试得到的墙背侧向土压力变化规律一致,表明本文采用的数值模型是合理的。     

二级土工格室柔性挡墙优化断面型式研究

土工格室柔性挡墙已广泛应用于土木工程边坡防护之中。实际工程中常会出现高边坡,当防护此类边坡采用的是土工格室柔性挡墙时通常设置为二级或者多级型式。同时,为减小水平位移,提高挡墙安全系数,可加长墙背填料中某几层的土工格室长度来增强加筋作用。文中采用岩土工程有限元软件Plaxis,探讨了加长土工格室层的位置、层数和长度变化对二级挡墙力学特性的影响。研究结果表明:在二级挡墙下部距墙底1/3墙高位置对土工格室层进行一定的加长时,挡墙的安全系数最大;在二级挡墙中下部加长一定层数的土工格室层,能较显著地减小挡墙的水平位移和提高挡墙的安全系数;当加长土工格室层的长度等于3/4墙高时,挡墙的安全系数最大。     

多级土工格室柔性挡墙变形特性数值模拟

土工格室柔性挡墙作为一种新型支挡结构,具有结构轻、施工简便,造价低廉、生态保护和美化景观等优势,在公路边坡防护中具有广阔的应用前景。通过有限元软件Plaxis分析了多级土工格室柔性挡墙在不同级数、不同台阶间距和每级墙高变化等工况下的变形特性,得出多级柔性挡墙的水平位移为外凸抛物线形,随着台阶加宽和级数增多,挡墙安全系数变大等结论。     

双级加筋土挡墙动力特性振动台试验

针对目前多级加筋土挡墙动力试验研究不足的状况,通过大型振动台模型试验对地震荷载作用下双级土工格栅加筋土挡墙的动力特性进行研究。运用Bockinghamπ定理对双级土工格栅加筋土挡墙模型进行相似设计,采用标准砂作为回填砂、混凝土砌块作为挡墙和土工格栅作为筋材构成试验模型,并测试墙体和回填土的反应特性,得到土压力、墙面位移和土体加速度。试验结果表明:地震作用下挡墙立面墙体呈现倾斜并带有屈曲外鼓变形模式;挡墙水平位移、顶部沉降及分层沉降均随着地震峰值加速度增大而增大,最大值发生在挡墙顶部;随着输入地震荷载增大,砌块式挡墙缝隙中先出现淌砂,最后顶部模型砖掉落,挡墙破坏;加速度沿墙高存在放大效应,地震峰值加速度放大系数随着峰值加速度的增大而减小;下级挡墙峰值动土压力均呈现"中间大两端小"分布规律;上级挡墙峰值动土压力在小震时呈现"中间大两端小",强震时呈现"中间小两端大"分布规律;台阶处下级挡墙顶部动土压力和水平位移均大于上级挡墙底部相应值。研究成果可为双级土工格栅加筋土挡墙的抗震设计提供理论支持。     

双级加筋土挡墙动力特性振动台试验（双语出版）

针对目前多级加筋土挡墙动力试验研究不足的状况,通过大型振动台模型试验对地震荷载作用下双级土工格栅加筋土挡墙的动力特性进行研究。运用Bockingham π定理对双级土工格栅加筋土挡墙模型进行相似设计,采用标准砂作为回填砂、混凝土砌块作为挡墙和土工格栅作为筋材构成试验模型,并测试墙体和回填土的反应特性,得到土压力、墙面位移和土体加速度。试验结果表明：地震作用下挡墙立面墙体呈现倾斜并带有屈曲外鼓变形模式;挡墙水平位移、顶部沉降及分层沉降均随着地震峰值加速度增大而增大,最大值发生在挡墙顶部;随着输入地震荷载增大,砌块式挡墙缝隙中先出现淌砂,最后顶部模型砖掉落,挡墙破坏;加速度沿墙高存在放大效应,地震峰值加速度放大系数随着峰值加速度的增大而减小;下级挡墙峰值动土压力均呈现“中间大两端小”分布规律;上级挡墙峰值动土压力在小震时呈现“中间大两端小”,强震时呈现“中间小两端大”分布规律;台阶处下级挡墙顶部动土压力和水平位移均大于上级挡墙底部相应值。研究成果可为双级土工格栅加筋土挡墙的抗震设计提供理论支持。     

拼装式土工格室挡墙受力变形测试分析

以四川成宜高速连接线某试验段变截面土工格室挡墙为工程依托,首先对新型拼装式土工格室挡墙的施工方法进行介绍,采用新型玻璃钢轻质面板有效解决了挡墙线形不美观并容易破损的不足;其次,通过现场监测对该挡墙的支护效果进行分析,现场监测结果表明：该挡墙不同部位的土压力沿墙高呈非线性分布,底部大,顶部小,局部会出现土压力减小的现象;挡墙同一水平高度处墙背和墙中部土压力较大,而墙面处较小,说明土压力从墙中部到墙面范围内的衰减程度较大;对墙身水平位移的监测结果表明：水平位移曲线为“S”形,存在2个位移分界点,水平位移在截面形状改变处变化明显,挡墙顶部和底部的水平位移为最大值和最小值,分别为30 mm和3 mm;对挡墙的沉降监测结果表明：该挡墙填筑施工期沉降量较大,占总沉降量的70%～90%,工后沉降很小,墙体最大沉降发生在挡墙顶部,沉降最大值仅为23 mm。最后,结合土压力计算理论分析该台阶式截面挡墙的土压力分布和墙身变形规律,结果表明该挡墙变形符合“转动+平动+绕墙底转动”模式,采用该文计算方法得到的墙背土压力与实测值较为接近,用于挡墙设计时结果更偏安全。     

土工格室形式与填料类型对公路地基承载力的影响

为研究土工格室形式与填料类型对加固公路地基承载能力的影响,在模型试验箱内以土工格室焊距、高度及填料类型为变量,增加土工格室加固地基顶部的压力,测量土工格室加固地基下方和附近的土压力变化及加固地基顶部的沉降,对土工格室层荷载从垂直向水平的有效传递进行评价,研究加固地基内部应力状态和表面变形特性。结果表明：土工格室的布设使加固地基产生了柔性筏基作用,可均化传递来自上部结构的应力,与未加固结构层相比其最大土压力降低了50%～60%;土工格室的加入使结构层承载能力显著提升,在最优加固效果下,极限承载能力增加了4～8倍;格室焊距与高度对结构层承载能力有一定影响,格室高度越高、焊距越小其加固效果越好;选择砾石为填料时,格室宽高比为1∶0.8时加固效果最好;填料选择黏土时,格室形式的宽高比为1∶1.2时加固效果最优。     

土工格室柔性桥台变形特性离心模型试验研究

通过离心模型试验揭示了土工格室柔性桥台的变形特性,即未加筋桥台产生的位移明显大于土工格室柔性桥台产生的位移;同时,未加筋桥台产生整体滑移,而土工格室柔性桥台因微裂缝的阻断和错位,台背未见破坏。还分析了土工格室的加筋机理,即土工格室在土体中产生的“紧箍”和“网兜”作用,有效减少了桥台的侧向位移,抑制了竖向裂缝的产生并阻断其扩大和贯通,大幅提高了土工格室柔性桥台的稳定性。     

土工格室处治山区高填方加宽路堤试验研究

结合高速公路拓宽工程,采用弹塑性三维数值方法,借助三维薄膜单元模拟土工格室,分析山区高填方加宽路堤的位移与沉降规律,提出优化的格室处治方案,同时进行了现场试验,分析格室处治后路堤深层侧向位移与沉降规律。结果表明:数值模拟与现场试验结果规律相符,高填方路堤在加宽路基自重荷载作用下竖向位移主要集中在加宽路堤的中上部,侧向位移从路基顶面到底部逐渐减少。受上部路堤土俯冲荷载作用,加宽路堤底部侧向位移相对附近土体较大。格室可有效减少高填方加宽路堤的侧向变形及扩散荷载传递。     

新型柔性挡墙施工技术研究

柔性挡墙是由土工格室、填土和面板3部分组成，按一定坡度层层叠加形成的一种新型支挡构造物。与常见的支挡构造物相比，除具有结构轻、施工简便、造价低的优点外，还具有能与墙后土体协调变形且保持结构稳定，墙面可绿化、能迅速恢复公路沿线景观效果的特性。为了深入研究其工程应用特性和技术标准。本文依托西汉高速公路项目，通过实体工程施工和现场监测、分析，给出了新型柔性挡墙的施工工艺、施工质量控制标准和检验方法、总体质量评定标准。为这种新型支挡构造物的推广应用提供参考。     

土工格室加固浅层饱和黄土地基的有限元分析

基于MARC有限元软件,采用研编的Goodman单元用户子程序,对用土工格室处理浅层饱和黄土地基的效果进行了有限元分析(FEA),结果表明:土工格室的有效影响深度为饱和黄土层厚度的50%左右,处理后的饱和黄土地基,水平位移在影响深度范围内可减小约17%左右;竖向位移也得到了一定的减小,最大可减小5%左右;最大竖向应力值减小35%左右;土工格室的加固厚度对路堤总沉降变形影响不大,但对水平位移影响较明显;相同工况下土工格室的布置位置对处理效果影响不大。结合工程实践,对有限元分析结果和现场实测数据进行对比分析,结果表明:土工格室加固方法能有效地处理浅层饱和黄土地基。     

土工格室加筋路堤边坡离心模型试验研究

以边坡高度12 m,坡度为1∶0.75,共铺设土工格室20层,层厚为0.6 m的某二级公路为原型路堤,设计和制作了9组土工格室加筋和1组未加土工格室边坡相似模型,对土工格室加筋边坡变形和破坏力学机理进行了离心模型试验研究。在试验加载过程中,采用位移传感器测量坡顶的变形,通过摄影照相记录边坡破坏全过程。试验发现,土工格室加筋边坡破坏过程可划分为变形、开裂、局部剪切塑性变形和破坏四个阶段。土工格室加筋边坡的破坏模式表现为加筋区的整体破坏,并与未加筋区有明显的分界线。加大格室高度与层厚比和提高格室长度与坡高之比有利于增加边坡的稳定性,但存在一个临界值。填料强度对土工格室加筋边坡的影响十分突出,边坡坡度对其稳定性的影响则不大。     

柔性拉筋式重力墙地震土压力计算方法研究

为有效确定地震荷载作用下柔性拉筋式重力墙的土压力,基于塑性极限分析上限法及拟静力法,采用对数螺旋面作为滑裂面,通过对挡墙后填土进行内能耗散功率与外力功率的计算,建立了拉筋式重力墙地震土压力分析模型。通过算例分析,对比数值模拟与研究提出的算法结果,验证了所提出算法的合理性,并就填土及拉筋的相关参数对地震土压力的影响进行了讨论。结果表明:随着填土强度参数的增加,地震土压力呈非线性减小;土压力随着土工格栅间距的增大而呈非线性增大;随着顶层拉筋长度的增加,土压力呈非线性减小趋势;当顶层拉筋长度大于10 m时,土压力值基本不变。     

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.     

高强土工格室挡墙在高速公路拓宽中的研究

通过在一高速公路拓宽工程中的土工格室加筋挡墙沉降、深层水平位移、剖面沉降与墙背土压力现场试验监测,结果表明：土工格室挡墙具有较强的抗拉与抗剪强度,整体性较好,不均匀沉降较小,适宜在征地拆迁困难的高速公路拓宽工程中使用。     

高陡坡土工格栅加筋土堤地震动力响应分析

为了研究不同地震波作用下高陡坡土工格栅加筋土堤任意时刻任意高度结构的位移和土工格栅受力大小,以某高陡坡土工格栅加筋土堤项目为研究对象,考虑结构位移和筋材受力的主要影响因素,提出厚高比的定义。采用了数值模拟和理论分析的方法,分析了同一高度下不同填土层厚的高陡坡土工格栅加筋土堤,在地震波作用下的位移、加速度、放大倍数情况,以及结构任意高度位移筋材受力大小的计算方法。结果表明:高陡坡土工格栅加筋土堤厚高比越小,结构耗散的地震动力能量越多,抗震性越好,相反则抗震性越差;厚高比越大,地震加速度下位移和土工格栅受力越大,相反则位移和土工格栅受力越小;随着地震加速度和厚高比的增大,土工格栅单元的最大轴力呈二次型增长模式,从上到下每一层填土中心附近土工格栅轴力线性减少;不同地震加速度下不同厚高比土堤的水平位移呈非线性增长模式,并且从上到下每一层填土中心处的位移呈二次型增长;通过每一层土工格栅上受力最大点的连线,可得出地震荷载作用下的潜在滑裂面。通过理论计算结果与模拟结果做对比,发现两者数值基本接近。研究为高陡坡土工格栅土堤坑抗震设计提供理论依据。     

土工格室低路堤-刚性路面结构体系模型试验

提出将土工格室与填入其内的碎石填料组成的加筋基层置于路堤顶部,以构成一种新型的土工格室低路堤-刚性路面结构体系,并通过2组室内模型试验对该体系的受力变形特点进行研究。采用便携式路面弯沉仪测定了试验路堤中土工格室基层加入前后动态回弹模量的变化,并通过自行设计的一套可实现往复车载的小型模型车的驱动装置模拟作用于路面上的实际车辆荷载。试验结果表明:土工格室基层的加入可显著提高碎石基层的动态回弹模量值,减少直接承受车辆荷载车道的整体平均沉降;并能带动相邻板块下的土体协同工作,提高车辆荷载的扩散均化能力,减少相邻车道间的差异沉降。     

上部荷载作用加筋土挡墙性能的数值分析

上部荷载作用下加筋土挡墙的变形与力学响应特性研究较少,通过有限差分数值模拟与模型试验对比分析,验证了数值方法可靠性,进而研究荷载作用位置、填土内摩擦角和加筋参数等因素对加筋土挡墙变形和力学响应的影响。结果表明:增加填土内摩擦角、荷载作用宽度或加密筋材可显著提高挡墙极限承载力,且同级荷载时挡墙顶部沉降减少明显;内摩擦角和加筋间距影响挡墙极限承载力最大值所对应的偏移距离,但不影响允许承载力随偏移距离的变化规律;内摩擦角变化范围为31°～40°时,挡墙极限承载力为允许承载力的2～4倍。     

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。     

土工格室选型对挡土墙边坡稳定性的影响研究

实际工程中土工格室挡墙没有系统地考虑土工格室规格对挡土墙稳定性的影响,不仅材料消耗大,工程成本高,而且也会限制土工格室在挡墙设计中优势的发挥。就此,针对不同高度、不同弹性模量以及不同形状的土工格室挡墙进行不同的工况设计,利用有限元软件ABAQUS通过强度折减法对三维加筋挡土墙进行数值模拟,并提出一种最优的土工格室选型,既能节省材料,又能保证挡土墙的稳定性。