桩承式加筋路堤中加筋体的计算方法研究现状

在对国内外桩承式加筋路堤中加筋体的计算方式进行总结的基础上,分析了加筋体在竖向荷载和边坡推力影响下的计算方式的区别;利用有限元对加筋体进行模拟能够较为直观的看出格栅的变形,国内学者目前都假设格栅变形在弹性范围内,但采用不同的假设单元来进行模拟,对加筋体与土体之间的摩擦方式采用直接嵌入法和Goodman单元模拟等等,尽管计算的方式不同,计算结果与实际受力情况还是相近的。     

基于文克尔假定的土工格室加筋体受力分析

针对土工格室加筋体的受力变形特性,将格室体视为置于弹性地基上的梁,基于文克尔假定.建立考虑水平摩阻力影响的土工格室加筋体的挠曲变形微分方程,从而得到了土工格室加筋体在集中荷载和均布荷载共同作用下的挠曲变形幂级数半解析解.在此基础上,分析了格室体长度、格室体刚度、地基反力系数及筋土界面水平摩阻力等因素对格室体挠曲变形及内力的影响.结果表明.格室体的设置可有效地减小路基沉降,但也存在着尺寸效应;地基土体地基的反力系数对路基沉降有较大的影响,该系数越大路基沉降越小;筋土界面水平摩阻力对格室体的挠曲变形及弯矩有一定程度的削弱作用,在工程设计中值得考虑.     

基于新型人工软土技术的加筋碎石桩复合地基承载特性模型试验

为研究地基不排水或排水不畅情况下加筋碎石桩复合地基的承载特性,配置了由钠基膨润土和甘油混合而成的新型人工软土地基,进行了4组加筋碎石桩复合地基路堤模型试验,并与排水条件下的试验结果进行对比分析。研究结果表明:加筋碎石桩复合地基沉降随筋材刚度的增大而明显减小,其桩土应力比远大于排水条件下的桩土应力比;筋材刚度较大时,桩体发生向路堤外的整体倾斜变形,而筋材刚度较小时,桩体则发生向路堤内的弯曲变形;部分加筋碎石桩复合地基的沉降明显大于全长加筋情况,且其桩土应力比小于全长加筋时的桩土应力比,但仍大于普通碎石桩的桩土应力比;不同加筋长度碎石桩桩体均在其加筋范围内发生弯曲变形,在未加筋部位发生鼓胀变形;排水条件对加筋碎石桩桩体变形和稳定性有显著影响,排水条件好,桩体弯曲变形小,反之,桩体则产生显著的弯曲变形。通过试验分析得出对于路堤荷载下的加筋碎石桩复合地基,应采用刚度较大的筋材对碎石桩体进行全长加筋,并保证地基的排水,可大幅提高路堤的稳定性。     

基于混合法的加筋地基与条形基础沉降分析

采用有限元法与复合法,分析了加筋地基土体上条形基础沉降的平面应变问题.采用有限元法得到条形基础刚度矩阵,采用复合解析法,将加筋地基土体中加筋体处理为上部正交各向异性土层.利用该方法可得到条形基础的荷载—沉降变形.本方法计算程序编制简单,与文献结果比较,可验证本方法的正确性.数值计算结果表明,当加筋条层间距为L/6(L为条形基础底宽)时,条形基础中心点的沉降最小.     

加筋碎石土的抗剪强度特性研究

通过对比分析碎石土加筋前后高压大三轴饱和固结排水试验结果，研究碎石土加筋的抗剪强度特性。结果表明：加筋碎石土复合体的应力－应变－体变关系仍然表现出不加筋碎石土的基本特性，加筋后的应力－应变－体变曲线比不加筋前显著提高，其本构关系可用邓肯－张双曲线模型来描述。不论加筋与否，碎石土的加卸荷循环曲线基本都呈相互平行的直线。加筋增强了碎石土抵抗变形和破坏的能力，碎石土加筋的效果可以显著提高凝聚力，但对其内     

加筋垫层对软土路基加固效果的多方案比较

为了更好地将土工合成材料加筋垫层应用于不同软土路基加固方案中，通过有限元数值计算程序建立了复合地基分析模型，并根据现场试验结果验证了其合理性；对比分析了不加固处理、仅加筋垫层处理、复合地基、加筋垫层联合复合地基４种不同加固方案作用下地基的潜在滑移面、稳定安全系数、水平位移、沉降和桩土应力比的变化规律。研究结果表明，对比不同的加固方案，加筋垫层的应力扩散作用和筋土之间的摩擦作用，能够限制地基土的侧向变形，有效提高路堤的整体稳定性，减小路基的沉降和桩土差异沉降，充分发挥桩的强度和刚度。     

加筋土应力应变和强度特性的试验研究

用编织布和砂性土复合成的加筋土，在三轴剪切仪上，分别对不同强度，层数筋材的加筋土试样进行试验。探讨加筋土应力，应变和抗剪强度特性。通过对试验成果分析得出：加筋材料约束土体的横向变形；加筋土的抗剪强度和纯土比明显增大，其原因是使加筋生产凝聚力；加筋土抗强度值与筋材抗拉强度和层数有关，随筋材强度，层数增加而增大；筋材在较大应变时才能表现出来，在较小应变时向乎没有作用。     

加筋碎石土的抗剪强度特性研究

通过对比分析碎石土加筋前后高压大三轴饱和固结排水试验结果 ,研究碎石土加筋的抗剪强度特性。结果表明 :加筋碎石土复合体的应力 -应变 -体变关系仍然表现出不加筋碎石土的基本特性 ,加筋后的应力 -应变 -体变曲线比不加筋前显著提高 ,其本构关系可用邓肯 -张双曲线模型来描述。不论加筋与否 ,碎石土的加卸荷循环曲线基本都呈相互平行的直线。加筋增强了碎石土抵抗变形和破坏的能力 ,碎石土加筋的效果可以显著提高凝聚力 ,但对其内摩擦角影响很小。颗粒越粗硬 ,对提高强度、减小变形越有利。     

排水条件对土工合成材料加筋黏性土特性的影响

通过固结排水和不固结不排水条件下的三轴剪切试验，研究了加筋对黏性土体强度和应力应变关系的影响以及不同排水条件下的加筋效果。结果表明，在排水条件下，筋材与土体的相互作用相对充分，明显提高了土体的峰值强度和残余强度，且峰值后强度的降低幅度较小，改善了土体的应力应变特性；随加筋层数和筋材拉伸模量增大，加筋效果明显提高。而在不排水条件下，由于孔隙水压力的影响，筋材与土体的作用相对复杂，加筋土体的强度和变形特性以及加筋效果与排水条件下的大不相同；在剪切初期，筋材的作用几乎被超静孔隙水压力抵消，加筋甚至对强度起相反作用，使加筋试件的强度低于素土试件；仅当应变较大时，加筋对抗剪强度才有轻微的增强作用，同时，在不排水条件下，筋材拉伸模量和加筋层数提高对加筋土体强度的影响不明显，因此，在加筋土工程中，排水条件是首先要考虑的因素。     

土工合成材料加筋技术的应用与研究

在土内铺设适当的土工合成材料的加筋材，是一项新材料和新技术，用以改善土体强度和变形性态。概述了加筋技术的含义，应用领域，特点和发展。说明了加筋的机理和加筋材料的选择。对稳定地基上的加筋土挡墙，加筋土坡和软地地基上的加筋土垫层的加筋方法、设计理论作了介绍。对今后发展给予展望。     

加筋粗粒土强度的试验研究

针对加筋土工程设计中面临的问题,对加筋粗粒土强度的形成和特征进行了分析,针对性的分析了关于加筋土强度试验研究的情况,用大型三轴试验的方法测定了加筋煤矸石的强度指标,验证了分析结果。分析表明,加筋土结构是系统性的整体结构,其强度由加筋材料和被加筋土体共同作用而成,在加筋土体均质情况下,加筋土强度具有均一性,目前规范中将两者作用分开考虑的方法存在先天不足;在未破坏情况下,加筋材料自身强度对加筋土的强度影响不大;加筋材料的结构形式、刚度对加筋结构的强度有明显影响。     

根系与格栅复合加筋土的力学特性试验研究

在土工格栅加固的边坡上种植生态植物,可以形成有效的生态护坡。为研究植物根系与土工格栅形成复合加筋土的力学机制,依托广西贵隆高速生态护坡工程,进行了素土、根系加筋土、格栅加筋土、根系与格栅复合加筋土的三轴固结不排水试验,对比分析了3种加筋土的力学特性。结果表明:植物根系、土工格栅均能提高加筋土的强度,其中根系与格栅的复合加筋效果最好;相较于素土、根系加筋土、格栅加筋土,根系与格栅复合加筋土的黏聚力分别增加了265.0%、101.0%、33.2%;保持最佳的土工格栅布置形式不变,根系与格栅复合加筋土的黏聚力随着含根量的增加出现先增后减的变化趋势,当含根量为0.5%时,黏聚力达到最大。对加筋土的三轴试验曲线进行分析,发现3种加筋土的应力-应变关系均符合邓肯－张模型,并获得了加筋土的邓肯－张模型参数,进一步通过试验数据对模型参数进行了验证。     

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.     

加筋土的计算方法

简要介绍了国内外加筋土的设计计算方法．对加筋土的计算通常有两种思路，一种是把加筋土看成由土与筋材两种不同性质的材料组成，两者通过界面相互影响、相互作用；一种是把加筋土看成宏观上均匀的各向异性复合材料．但是第一种方法至少需要筋、土、界面三种本构关系模型和相应计算参数，当加筋层数较多时，计算处理的工作量较大．后一种思路的缺点在于复合材料是各向异性的，其刚度矩阵计算、方程求解都比较困难，而且它的各向异性复合材料参数也难以获得．为此介绍了一种新的数值计算方法：等效附加应力法．它的基本思路是把加筋土中筋的作用等效成附加应力沿筋的方向加在土骨架上，取加筋土中的土体进行计算．     

加筋土挡墙有限元分析材料模型综述

对20世纪60年代以来国内外加筋土挡墙有限单元分析中采用的几种方法进行了简单介绍,并分别指出它们的优缺点。对加筋土结构有限元计算时经常采用的一些本构模型进行了详细介绍,并着重描述了一种可用于模拟接触面的结构性模型———复合体模型。目前加筋土挡墙的有限元模型基本上均是二维平面模型,建议计算工作者建立三维模型,并考虑筋———土、面板———土、基础———墙体之间相互作用。指出将基于微观理论的结构性模型用于模拟加筋土体,特别是筋———土接触面,是一个新的研究方向。     

土工合成材料加筋土抗剪作用的试验研究

本文通过4种用合成材料加筋的土体直剪试验，研究了加筋层数、筋材拉伸模量、土体压实度以及竖向压力等对加筋土体抗剪强度和应力-应变特性的影响。试验结果表明：加筋改变了土体的应力-应变特性，峰值抗剪强度增高，峰值后的残余强度较峰值强度的降低幅度减小，且达到峰值强度的剪切位移增大，土体延性提高。筋材拉伸模量过低时，加筋对土体的强度和应力-应变特性影响不大，加筋体的性质与素土接近。随加筋层数和筋材拉伸模量的增大，加筋体强度提高；竖向压力较低时，加筋体残余强度较其峰值强度提高幅度更明显，而竖向压力较高时，加筋体残余强度和峰值强度的提高幅度都相对较小；低压实度的加筋土体，峰值强度提高幅度相对较大，而高压实度的加筋土体，残余强度提高的幅度则较大。     

格栅加筋土工作机理的试验研究

加筋土的设计理论落后于工程实践,为了改变这种现状,必需弄清加筋机理。采用大型叠环式剪力仪进行了土工格栅的拉拔试验,分析了格栅与填土之间界面的特性,它是了解加筋作用的关键。研究表明,界面产生了2方面的影响：界面本身的摩阻力对土体侧向变形的约束作用增强了土体抗变形的能力;界面对筋材两侧一定范围内土体的应力状态进行了改变。前者可称为直接加筋作用,后者可视为对土体的间接加固作用。这种间接加固是由于界面受剪时扰动了界面两侧一定范围土体内的颗粒,促使加筋土体强度的增大。试验测得了这种影响范围的大小,它有助于确定筋材布置的合理间距。同时进行了仿真的数值分析,加强了对上述加筋机理的认识。通过三轴试验,对由筋材、填土和界面组成的加筋土体的整体性状也进行了研究。上述成果将为建立合理的设计方法提供理论依据。     

含水率对麦秸秆加筋土强度影响的试验研究

通过直剪与无侧限抗压强度试验,研究了含水率对麦秸秆加筋土抗剪强度指标与无侧限抗压强度的影响。研究结果表明:一定的含水量是麦秸秆发挥加筋性能的必要条件。随着含水率的增加,麦秸秆加筋土的粘聚力呈现先增大后减小的趋势,以最佳含水率时粘聚力最大;然而,加筋土的内摩擦角却随含水率的增加而逐渐减小。在合适的含水率条件下,麦秸秆加筋土的最佳质量加筋率在0.1%至0.3%间。     

土工织物加筋软土路堤的位移影响分析

软土加筋是一种提高土体稳定性的有效方法,其理论分析对指导工程应用有至关重要的作用。对土工织物加筋软土路堤进行了三维非线性有限元分析。分别通过土体加筋与未加筋的对比分析,改变织物模量和单层加筋位置的分析,最优加筋层数和最优加筋位置的分析,研究了铺设土工织物对软土路堤的位移影响。研究成果表明:加筋能有效地发挥抗拉性能,限制路堤的侧向位移,增加土体稳定性;合理的选择织物模量、加筋位置和加筋层数可以有效地控制路堤的位移。为土工织物加筋路堤的设计提供工程参考。     

地聚合物加固软土力学性能及微观试验研究

为了探讨不同聚土比(地聚合物质量与软土湿土质量之比)和不同龄期下地聚合物加固软土强度的变化规律,设计了10%,12%,14% 3种聚土比,按照7,28,60 d 3个龄期进行直接剪切试验和无侧限抗压强度试验,发现:其强度随着聚土比的增加而提高,同一聚土比下随着龄期延长而提高;当聚土比为14%时,地聚合物处理软土的效果比较好。同时通过SEM扫描和CT扫描试验分析了软土加固后的微观结构特征,并在此基础上对微观结构与宏观性能之间的关系进行了分析。宏观与微观关系是强度越高,结构空隙越少。研究成果为地聚合物加固软土在实际工程中的应用提供了科学依据。