模块式土工格栅加筋挡土墙工作性态数值分析

加筋挡土墙工作性态的预测和评价是工程设计中的关键技术之一.结合某边坡工程中一座模块式土工格栅加筋挡土墙结构,采用大型岩土工程专业分析程序FLAC3D对该结构的施工和运行状态进行了数值模拟,经计算分析得到了挡墙的侧向变形、墙背土压力、塑性区范围、筋材的应力分布等工作性态规律,为工程设计和安全评价提供一定的依据和建议.     

浅论浸水挡土墙的土压力计算法

为了使挡土墙的设计经济汉土墙主要承受土压力作用,在浸水条件下,挡土墙还要承受水压力作用,同时土压力还将减小.以衡重式挡墙为例,从极限平衡理论出发,推导了无粘性填土在浸水条件下用力多边形法计算土压力公式;结合具体工程实例,对延长墙背法和力多边形法进行了比较.计算分析表明,对墙背倾角不大的衡重式挡墙下墙土压力计算,采用延长墙背法是较合适的,不仅方便且偏于安全.同时指出,在有些情况下采用延长墙背法时需要修正.     

土工袋挡墙变形特性有限元分析

土工袋挡墙作为一种新型加筋土挡墙,已被广泛应用于水利、交通、建筑等各类工程的支挡结构。针对其工作环境多变的特点,运用岩土工程有限元分析软件GTS(Geotechnical and Tunnel analysis System)研究了土工袋挡墙在不同工况下的变形特性。研究结果表明挡墙坡度、高宽比以及填土表面荷载强度对于土工袋挡墙变形特性具有重要影响:坡度决定了土工袋挡墙的变形形态和变形转折点的位置范围,随着坡度变小,墙顶水平位移迅速减小;高宽比越小,墙面变形量越小,且挡墙坡度越大,减小高宽比对限制墙面弯曲变形的效果越好;填土表面荷载强度越大,墙面弯曲变形越大,墙面变形转折点位置随着填土表面荷载的增大在一定变化范围内逐渐上移。由结果可知,坡度决定挡墙变形形态,而高宽比及填土荷载影响主要墙面变形量。     

土工格栅加筋挡墙的数值模拟与分析

通过将加筋挡墙结构离散成土体单元、格栅单元和接触单元,采用三维快速拉格朗日分析(FLAC3D)有限差分程序对土工格栅加筋挡墙进行了数值计算,得出了挡墙变形分布规律和筋材的受力性状.结果表明此方法合理,具有一定的实用性.     

基于FLAC3D的土工格栅加筋土挡墙数值分析

运用有限差分软件FLAC^3D对一段土工格栅加筋土挡墙进行了分层加载过程的数值模拟和分析，得到了该加筋土挡墙面板的水平位移、土工格栅的轴向拉应力、墙背填土土压力的分布规律以及模型挡土墙的安全系数，并对计算结果进行了讨论和分析。分析结果表明：该挡墙模型在自重作用下的工作性态分布规律符合实际理论，该挡墙模型具有足够的安全储备，但其潜在的破裂面和规范里采用的“0.3H简化法”有一定的差别。     

台阶式加筋挡墙验算的对比分析

采用加筋挡墙设计软件MSEW3.0, 对台阶式加筋挡墙不同平台宽度、上下墙高度的变化以及采用综合坡率法等几种不同工况下加筋土挡墙稳定性进行验算, 对比分析计算所需筋材长度和所需筋材强度的变化以及不同工况下所需筋材用量的不同。土工格栅筋材的用量随上墙高度的增大而减少。一定范围内, 随平台宽度的增大, 计算所需的每延米挡墙土工格栅筋材的数量逐渐减少;但是随着平台宽度的继续增大, 计算所需土工格栅筋材的数量逐渐增加。综合坡率单级加筋挡墙比对应的台阶式加筋挡墙所需的每延米土工格栅筋材的数量少, 而且随着平台宽度的增加, 采用综合坡率单级加筋挡墙的土工格栅筋材节省量显著增加。     

刚性基础上双级土工格栅加筋土挡墙性状研究

以刚性基础上双级土工格栅加筋土挡墙为工程依托进行了现场原型试验研究,分析了施工期及竣工后1.5年期间各级挡墙加筋体底部竖向土压力、墙面板背部侧向土压力和土工格栅拉筋应变分布规律。试验结果表明：刚性基础上加筋体底部垂直土压力沿筋长方向由均匀等值分布变化到呈曲线型分布,最大值靠近墙面位置。柔性基础上加筋体底部垂直土压力沿筋长呈非线性分布,最大值靠近拉筋尾部。竣工后加筋体底部垂直土压力分布形式基本不变。施工期间加筋土挡墙墙背侧向土压力沿墙高呈曲线分布,且随上覆填土厚度的增加而增大,数值增长速率逐渐减小。墙背侧向土压力远小于主动土压力,竣工后其值随时间延续逐步减小。施工期各测试层位拉筋应变基本上随上覆填土厚度的增加而增大,应变沿筋长方向呈双峰值的非线性分布,各测试层位土工格栅拉筋实测应变最大值均小于0.4%,竣工后拉筋应变基本无明显变化。试验结果可以为类似结构工程提供参考。     

第八届中国土工合成材料会议论文：刚性基础上双级土工格栅加筋土挡墙性状研究

以刚性基础上双级土工格栅加筋土挡墙为工程依托进行了现场原型试验研究，分析了施工期及竣工后1.5a期间各级挡墙加筋体底部竖向土压力、墙面板背部侧向土压力和土工格栅拉筋应变分布规律。试验结果表明：刚性基础上加筋体底部垂直土压力沿筋长方向由均匀等值分布变化到呈曲线型分布，最大值靠近墙面位置。柔性基础上加筋体底部垂直土压力沿筋长呈非线性分布，最大值靠近拉筋尾部。竣工后加筋体底部垂直土压力分布形式基本不变。施工期间加筋土挡墙墙背侧向土压力沿墙高呈曲线分布，且随上覆填土厚度的增加而增大，数值增长速率逐渐减小。墙背侧向土压力大小远小于主动土压力，竣工后其值随时间延续逐步减小。施工期各测试层位拉筋应变基本上随上覆填土厚度的增加而增大，应变沿筋长方向呈双峰值的非线性分布，各测试层位土工格栅拉筋实测应变最大值均小于0.4%，竣工后拉筋应变基本无明显变化。试验结果可以为类似结构工程提供参考。     

基于大主应力迹线的无黏性土挡墙土压力分析

墙土接触面的摩擦效应是挡墙土压力分析中需考虑的重要影响因素,首先,通过研究土体应力的分布规律,提出了墙土摩擦效应下墙后土体主应力迹线的确定方法;然后,根据大主应力迹线进行曲线型薄层单元分层,在探究土体微元小主应力变化规律的基础上,结合曲线单元体的静力平衡方程,建立考虑墙土摩擦效应的挡墙主动土压力分析新方法;最后,将本文方法与试验数据和其他方法进行验证和对比分析,对主动土压力系数的影响因素进行敏感性分析。研究表明:考虑墙土摩擦引起应力偏转的分析方法更能准确反映土体应力分布规律,验证了本文方法的合理性与可行性;主动土压力系数随填土摩擦角φ的增大而减小,随墙土间摩擦角δ的增大而增大。     

CFG桩复合地基加筋褥垫层作用机理数值分析

针对福建平潭万北路市政道路工程土工格栅加筋褥垫层是否能够改善CFG桩复合地基在路堤荷载作用下的沉降及桩土应力分配的问题 ,提出了基于有限差分软件FLAC3D的CFG桩复合地基的数值模拟.应用FLAC3D软件进行CFG桩单桩竖向抗压静载试验模拟 ,并将数值模拟所得的 Q- s曲线与现场试验所得进行了对比 ,对路堤荷载下有无土工格栅对褥垫层加筋处理两种工况下的复合地基进行了桩身应力及沉降的分析.结果表明 ,数值模拟与现场试验所得的单桩竖向抗压静载试验 Q- s曲线吻合较好 ,证明了该模型具有一定的合理性 ;土工格栅加筋褥垫层通过增大桩身受力来改善地基沉降 ,但改善效果不明显 ,主要起提高安全储备的作用.     

基于非线性化衡重式挡土墙稳定性分析

为了准确判断衡重式挡土墙的稳定性,基于挡土墙的滑移失稳和倾覆失稳2种主要的失效模式,并考虑到浆砌块石挡土墙边坡的土工材料物理特性和力学特性的非线性以及可能出现第2破裂面时的非线性情况,运用一次二阶矩法的基本原理,建立涉及到挡土墙高度h、填料的内摩擦角φ、墙后边坡土的重度γ、土对挡土墙基底的摩擦系数μ、土对挡土墙墙背的摩擦角δ等挡土墙稳定性影响因素的非线性功能函数,计算出其可靠度指标。研究结果表明:改进的功能函数式考虑到挡土墙出现第2破裂面的情况,并计算出其抗滑移稳定性与抗倾覆稳定性的可靠度大小,解决了挡土墙背受到非线性土压力影响的问题;将基于非线性挡土墙稳定性分析的方法与线性分析方法计算的结果进行对比,可知非线性分析方法计算得出的可靠度偏小,更加安全,且符合实际情况,值得在工程中进行推广使用。     

刚性面加筋土挡墙工作性状与设计方法探讨

“重力式”加筋土挡墙和“全高刚性面”加筋土挡墙是墙面为具有抗弯刚性的新型挡土结构, 可统称为“刚性墙面加筋土挡墙”。与普通面板式加筋土挡墙的主要不同在于其墙面厚、刚度大, 对墙后填土侧向变形的约束较大, 并要求刚性墙面承担墙后土压力的作用。但目前我国对其工作性状、设计方法缺少系统、深入的研究, 相关规范也没有涉及, 明显落后于实践。针对墙顶有堆载的路堤式挡墙, 采用数值分析方法, 考虑“先筑刚性墙、后填加筋土”和“先填加筋土、后筑刚性墙”2种不同施工顺序, 从筋材与填土的应力、应变和挡墙变形等方面, 分析了刚性墙面加筋土挡墙的工作性状。结果表明:刚性墙面的水平变形沿墙高为直线分布, 墙顶处最大;“先填加筋土、后筑刚性墙面”的施工顺序能更好地发挥筋材的作用, 减小墙后土压力, 控制墙体的变形。综合数值分析结果和现有文献资料, 提出了刚性墙面加筋土挡墙筋材拉力的确定方法, 并建议借鉴日本《RRR-B工法设计·施工规范》的“双楔法”计算墙后土压力。     

软土地基填方边坡中水泥土搅拌桩的设计与优化

对于地基土中存在厚软弱土层的高填方边坡,采取有效加固手段处理软土层保证填方边坡不发生滑动失稳是边坡工程设计中的关键问题。水泥土搅拌桩是处理软土地基的一种可靠手段,可作为重力式挡墙,防止边坡发生失稳破坏。以国内某一核电厂填方边坡为工程案例,对水泥土搅拌桩重力式挡墙进行设计,从节省工程量和降低工程造价考虑,对搅拌桩的嵌入深度和置换率进行设计优化,其经验可供类似边坡加固工程参考。     

加筋挡土墙合理设计方法的探讨

加筋挡土墙作为一种轻型支挡结构得到了广泛应用。对比分析基于极限平衡法、极限状态法和数值模拟法的3种加筋挡土墙设计方法的优缺点, 结合国内外相应规范(指南)系统, 总结介绍了加筋挡土墙的设计方法和步骤。探讨了加筋挡土墙设计中有关潜在破裂面形状、墙背侧向土压力系数、挡土墙填料选用、加筋材料选择、筋材设计强度取值和多级加筋挡土墙设计等问题。针对目前基于极限平衡分析的加筋挡土墙设计方法的保守性, 建议考虑不同影响因素的分项材料系数、分项荷载系数和分项破坏形式系数。研究成果对建立加筋挡土墙合理的设计方法具有一定的参考价值。     

某岩质边坡稳定性分析及支护方案优化设计

为了保证岩质边坡和坡顶输电铁塔的稳定性,采用边坡稳定理论分析法对该岩质边坡进行稳 定性分析,确定边坡可能破坏模式为沿外倾结构面交线滑移及局部掉块。采用摩尔－库仑等面积圆Ｄ －Ｐ屈服准则来代替传统摩尔－库仑准则,经计算表明与摩尔－库仑准则十分接近。选取合理的岩土 体物理力学参数,运用大型有限元软件Ｍｉｄａｓ／ＧＴＳ对桩锚挡墙和板肋式锚杆挡墙两种设计支护方案进 行对比计算分析,计算表明桩锚挡墙支护方案优于板肋式挡墙,采用桩锚挡墙的优选支护方案。通过对 比现场监测结果,验证了桩锚挡墙支护体系的可靠性,指导桩锚挡墙的信息化施工,为类似工程边坡支 护方案设计提供参考。     

海中深厚软土地层围护结构反演分析研究

基坑开挖过程中其侧壁变形与围护桩结构内力分布规律一直是基坑工程的研究重点,海中深厚软土基坑工程因复杂的水文地质、工程地质条件,此类问题更为突出。依托澳门大学跨海隧道工程,采用基于BP神经网络的位移反分析法,对软土地层土体关键物理力学参数进行敏感性分析。分析结果表明,内摩擦角、凝聚力、弹性模量均对土体变形具有高敏感性,其中内摩擦角和凝聚力最为敏感。然后利用反演分析得到的目标参数进行了正向数值模拟计算,计算的水平位移、围护结构内力与监测值误差不超过5%,表明基于BP神经网络的位移反分析方法准确有效。     

废旧轮胎加筋土性能试验研究

为了研究废旧轮胎加筋对土体强度以及边坡稳定性的影响,采用室内试验,首先进行固结排水剪切三轴试验,研究了废旧轮胎加筋素砂土的应力-应变关系和土体抗剪强度指标变化规律;其次进行路堤模型试验,对比分析了土工格室单一加筋、废旧轮胎-土工格室复合加筋2种加筋形式对路堤边坡稳定性的影响效果差异。结果表明:轮胎加筋明显提高了土体抗剪性能,并且轮胎加筋层数越多,试样抵抗变形能力越好,强度越大;废旧轮胎-土工格室复合加筋优于土工格室单一加筋效果,能显著减少路基边坡沉降、侧向位移和附加应力峰值,有效改善路堤边坡稳定性。最后讨论了轮胎加筋与土工格室加筋机理的异同。试验研究结果为废旧轮胎加筋土应用于岩土工程的边坡稳定处理提供了理论基础。     

基于非饱和土理论的土石坝坝坡稳定分析

在对非饱和土特性及其对坝体材料强度的影响机理研究的基础上,结合实际工程,依托Geo-studio软件,比较仅考虑饱和土及考虑非饱和土对坝体渗流及稳定的影响。结果表明:考虑非饱和土情况下计算的最大渗透比降相对较小,坝体渗流量有所减少,坝坡稳定安全系数有所增大,更符合坝体实际情况。与此同时,在考虑非饱和土情况下,运用极限平衡法,对影响坝坡稳定安全系数的因素进行比较分析,表明摩擦角及容重对安全系数的影响比粘聚力大;防渗墙向前后移动对下游坝坡有一定的影响。研究结果可为土石坝优化设计及工程运行管理提供科学依据。     

乌井水库坝体防渗墙对坝坡稳定的影响研究

增建防渗墙是一种常见的土石坝加固手段,目前,关于土石坝除险加固工程中增建混凝土防渗墙后是否对坝坡稳定产生影响的研究较少,工程设计上也很少考虑.为分析增建防渗墙对坝体的影响,采用有限元法建立数值计算模型,分析增建防渗墙前后坝体渗流、应力场变化规律,对比计算不同运行工况条件下的坝坡稳定情况.计算结果表明:增设防渗墙后,上游坝坡浸润线有所抬高,下游坝坡浸润线明显降低;墙前土体孔隙水压力大于墙后土体,墙后土体的有效应力大于墙前土体;增建防渗墙后上游坝坡的稳定安全系数减小,但减小的幅度不大,相比上游坝坡,增建防渗墙对于下游坝坡的稳定安全系数影响更显著,安全系数提升了近10％;水位骤降速度越大,上游坝坡稳定安全系数下降越快,骤降达到的最小坝坡稳定安全系数越小,对于坝坡的稳定越不利.     

┢型柱板式挡墙在土质陡坡中的应用

文中提出了┢型柱板式挡墙支护形式,其由挡板、卸荷板、抗滑桩及冠梁等构件组成。以某工程为例,分别采用传递系数法、地基系数m法计算边坡滑体推力与抗滑桩抵抗弯矩,并分析卸荷板的反弯矩作用,得出边坡稳定性系数,证明┢型柱板式挡墙的合理性。