加筋土挡墙的有限元分析

本文对某加筋挡土墙进行了二维有限元计算。对加筋效果的影响因素,挡墙的变形及应力分布,拉筋的拉力分布进行了一定的分析研究,并将计算所得到的结果与监测结果做了比较,分析了产生差异的原因。     

接触面薄层单元耦合本构模型

接触面单剪试验显示，在土与结构接触界面土体一侧存在剪切错动带，剪切过程中的土尤其是粗颗粒土出现明显的剪胀/剪缩效应。为了反映剪切错动带的应力应变特征，更恰当地模拟土与结构的相互作用，提出了接触面薄层单元耦合本构模型。同时讨论了薄层单元厚度的确定问题。     

土与结构材料接触面性能研究综述

本文从接触面试验仪器与方法、接触面静动力性能、接触面应力位移关系、接触面单元等几方面,对土与结构材料接触面性能的研究进行了综述,进而提出对接触面研究的一些看法,并介绍了作者的最新研究成果。     

土体非线性影响的深基坑支护研究综述

就土体本构模型及参数、非线性分析方法的改进和计算成果三个方面，回顾国内外近２０年来的研究进展，指出存在的问题及解决的方法，针对基坑开挖特有的应力应变关系和应变集中现象，单独建立适于基坑开挖分析的土体本构模型；加强软土基坑开挖的非线性分析研究；改进有限元分析方法（如单元剖分等）；开展三维问题研究等     

加筋土挡墙有限元模型现状综述

对现有加筋土挡墙的有限元计算理论及各种有限元模型进行了综述,通过有限元分析,得到一些有助于加筋土挡墙设计的结论.     

桩基础应力的三维非线性有限元分析

利用三维非线性有限元分析方法,建立土体与桩共同作用的数值模型,计算桩土复合体的应力与变形;讨论了土体的本构模型以及在桩土结构接触处提出应用有厚度单元进行接触面数值模拟。该文对某大桥东塔地基桩基础在不同荷载组合下进行了应力变形分析,为工程的设计施工提供了依据。     

节理岩体的有限元模拟研究综述

本文综合阐述了对于节理岩体进行有限元模拟所用的两种方法,即采用特殊的节理单元或者运用等效模拟的方法。阐述了常用的节理单元的发展,并介绍了基于等效模拟思想的节理岩体复合本构模型,其中典型是均匀节理单元。最后指出,可以把研究重点放在均匀节理岩体的推广与应用上。     

接触面模型在高面板堆石坝中的应用研究

讨论了接触面Ｇｏｏｄｍａｎ单元模型和Ｄｅｓａｉ薄层单元模型的特点，介绍和分析了笔者提出的接触面薄层单元耦合本构模型。应用无厚度Ｇｏｏｄｍａｎ单元模型和笔者提出的薄层单元耦合本构模型分别对某高面板堆石坝进行了三维非线性有限元计算。计算结果显示，二者是有差异的，面板应力变形的差异更为明显，接触面模型和参数更为直接影响面板应力变形的计算结果。     

损伤接触面本构模型研究

通过接触面试验研究,结合损伤理论,建立了损伤接触面本构模型。该接触面模型可以反映接触面剪应力随着剪切位移变化的规律,并可反映法向压力对剪切应力的影响以及接触面剪切位移变化而产生的损伤。接触面数值计算结果与试验结果基本吻合,验证了该本构模型的合理性和有效性。     

基于邓肯—张模型的土石坝有限元分析

取坝体河床部位最大横断面为计算的典型剖面,进行了二维非线性有限元分析.坝体以及覆盖层采用了邓肯-张E-v和E-B本构模型,在混凝土盖板和心墙之间设置了无厚度GOODMAN接触单元.考虑坝体填筑和分期蓄水相结合的施工过程,分析得出了坝体(包括覆盖层、填筑区等)顺河流向水平位移、竖直沉降、应力水平、大主应力以及小主应力分布等情况,同时得出了一系列有益的现象和规律,对于同类工程的建设、实际工程的设计与施工具有一定的借鉴作用.     

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。     

加筋挡土墙在膨胀土地区应用的研究分析

结合某变电站基础工程,对膨胀土加筋挡土墙开展了一系列的现场试验研究。试验结果表明:在填筑高度较小的情况下,墙背土压力增加较快,实测竖向土压力大于γh,土压力系数逐渐增大;而随着填土高度的增大,实测竖向土压力逐渐开始收敛并小于γh,土压力系数也逐渐降低。降雨导致竖向土压力和侧向土压力均降低,但土压力系数增大。大型膨胀土填土工程会产生较大的变形,且变形收敛速率缓慢。筋带的存在有效地抑制了挡土墙的侧向变形和竖向沉降。施工中,挡土墙的排水问题和防水处理对抑制挡土墙变形及不均匀沉降具有非常重要的作用。本文的研究对在膨胀土地区采用加筋挡土墙的合理性和有效控制影响工程质量的因素有重要的参考价值。     

关于FHWA的加筋土挡墙设计指南对比分析

为了对比分析FHWA-NHI-00-043和FHWA-NHI-10-024这2个版本的异同, 从而深入理解FHWA有关加筋土挡墙设计方法的发展方向与趋势, 通过算例较为细致地对比分析了二者设计方法的不同之处, 包括抗滑移验算、基底合力偏心距验算、侧向土压力K_r计算和拉拔稳定性验算等。分析结果表明:基于极限平衡理论的设计方法比较保守, 并且与挡墙实际工作状态相差较远, 而荷载与抗力系数法较为经济安全, 且符合挡墙实际工作状态;荷载与抗力系数法的设计理念和极限状态法相关。美国的加筋土挡墙设计方法正在逐步向极限状态法发展。     

加筋土挡墙地震作用下动力有限元分析

应用有限元软件ANSYS对加筋土挡墙有限元模型在地震作用下的动力非线性响应进行了有限元模拟。分析所利用的是直接动力法,即将地震波直接输入ANSYS软件进行分析。文中对地震波的选取与调整方法进行了分析,目的在于可以提高模拟的真实性。在ANSYS中,所采用的主要是瞬态分析法的动力学原理,通过建模加载模拟,最终得出以下模拟结果。对加速度放大效应、土工格栅筋带拉力和挡墙水平位移等三个参量进行了较为深入的分析,最后在加筋土挡墙地震作用下动力响应方面,揭示了加筋土挡墙抗震行为基本特征并且得出了一些定性的结论。     

基于砂箱模型试验的加筋土挡墙合理布筋方式探讨

针对加筋土挡墙中拉筋水平和垂直间距、筋带宽度和拉筋长度的合理布设问题,根据拉筋所受土压力相等的等土压应力面积法,提出了拉筋水平等间距、垂向沿埋深逐层加密的布置方式及相应的计算式;采用砂箱模型试验,以墙体处于极限稳定状态下的最少用筋面积为条件,探讨了加筋土挡墙的合理布筋方式。试验分析表明:采用与土压力沿深度逐渐增大相适应的拉筋“上疏下密”布置形式可实现筋带均衡受力,在“窄筋密布”的条件下具有更好的稳定性且用筋量更少;与墙后填土潜在破裂楔体呈上宽下窄形状相适应的筋带“上长下短”布置方式稳定性优于“上下等长”布置;采用“窄筋长布”的方式较“宽筋短布”能增加筋带有效锚固面积,提高挡墙稳定性。     

神农架机场高加筋土挡墙的设计与实践

以神农架机场60 m高挡墙为例, 论述了高加筋土挡墙基于极限平衡理论的设计方法, 为了确保设计方案安全合理, 采用强度折减有限元法对设计方案进行应力应变分析和稳定性验证, 并在挡墙关键部位布设了监测断面。根据监测资料可知:挡墙变形较小, 变化速率呈收敛趋势, 应力应变监测成果稳定。现场观测成果证明了该设计方法的合理性, 可为类似工程借鉴。     

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。     

加筋土挡墙-抗滑桩组合支挡结构数值模拟

针对软弱土层上方高填方路堤的填筑问题,提出了一种加筋土挡墙-抗滑桩组合支挡结构。采用有限差分软件FLAC3D建立加筋土挡墙-抗滑桩组合支挡结构数值分析模型,着重分析了不同面板浇筑方式对加筋土挡墙墙面水平位移、墙背土压力、桩身水平位移、桩身弯矩和土工格栅应力分布的影响。模拟结果表明:后浇式刚性面板组合支挡结构的墙面水平位移呈线性分布,最大位移出现在墙顶;所受土压力远小于刚性面板;桩身水平位移和弯矩均较大。刚性面板组合支挡结构的土工格栅最大拉应力出现在面板与格栅连接处,而后浇式刚性面板组合支挡结构土工格栅最大拉应力随着层高的增加,出现位置距离挡墙越远。后浇式刚性面板组合支挡结构由于其面板位移和受力较小,性能良好,故其适合在软弱土高填方地区推广使用。     

地震荷载作用下路堤式加筋土挡墙结构力学特性数值分析

基于有限元数值模拟, 分析了路堤式加筋土挡墙在自重荷载作用下的水平位移、竖向沉降以及基底垂直应力的分布规律, 研究了地震荷载作用时, 不同激励加速度条件下路堤式加筋土挡墙加速度的放大效应以及对其水平位移的影响。计算结果表明:在结构自重荷载作用下, 挡墙基底垂直应力呈曲线分布;路堤中心竖直沉降最大, 路堤水平位移沿高度呈现凸肚状;地震荷载激励加速度峰值越大, 加速度放大效应越明显, 水平位移随激励加速度增大, 其变化幅值增大;不同路堤, 存在最优R_inter值。     

列车荷载对路堤式加筋土挡墙结构力学特性影响的数值模拟

利用有限元计算软件PLAXIS, 建立路堤式加筋土挡墙在列车荷载作用下的计算模型, 并且通过与垂直土压力和水平土压力的实测值和理论计算值相对比, 肯定了模型的合理性。进一步改变加筋间距与填土高度, 探讨了加筋土挡墙在列车荷载作用下水平土压力、面板水平位移和筋材最大拉力的变化规律。结果表明:同一高度的垂直土压力值沿筋长方向呈增加趋势;水平土压力值随填土高度增加而增加, 沿墙高方向值变小。增加拉筋间距, 会使水平土压力值、面板水平位移和筋材最大拉力均增大。降低填土高度对墙背水平土压力、面板水平位移和筋材最大拉力的影响较小, 在施加列车荷载后2种曲线均近乎重合。在列车荷载作用下, 可通过增大加筋间距和降低台阶填土高度来优化加筋土挡墙的整体性能。