粉砂土及其加筋土大三轴剪切试验及结果分析

加筋复合体中，土工格栅的作用相当于给土体施加等效围压．在有限元计算中，可以用等效围压代替格栅的作用，加在土单元上，模拟筋材本身的单元并不出现．等效围压值的大小取决于筋材的变形．通过试验分析表明，当周围压力较大时，筋土同步变形，等效围压值容易确定，而周围压力小时，筋土不能同步变形，等效围压值难以确定．在有限元计算中，应注意此问题。     

缓坡率膨胀土加筋路堤局部稳定性分析

根据大气影响深度理论和调查结论,提出了加筋路堤的破坏模式,利用格栅变形和土体膨胀变形的相容关系,结合室内有荷试验结果,提出了允许变形的膨胀压力的计算方法,推导了膨胀土加筋路堤的局部稳定性计算公式并对南宁至友谊关公路的加筋路堤稳定性进行了计算。膨胀压力不同于室内试验的膨胀力,是土体允许变形以后的压力,其值小于或等于室内试验得到的膨胀力;下滑力由裂缝中土体吸水后产生的膨胀压力提供,抗滑力由滑动面上土体与筋材的摩擦力和筋材的锚固力共同提供,适当提高填筑含水量可以降低下滑力;文中提出的局部稳定性计算公式可用以验证膨胀土路堤加筋设计的合理性。     

土工格栅-砂土界面特性的拉拔试验研究

为研究筋-土界面摩擦特性,借助双向格栅与砂土的中型拉拔试验,研究界面正应力、横肋百分比、格栅宽度和拉拔速率对筋-土界面作用机理和格栅横肋受力的影响.研究结果表明,随着界面正应力的增加,筋材抗拔能力显著增强,单宽拉拔力达到格栅极限抗拉强度时拉拔位移变小;由于砂土对格栅的挤压作用,格栅横肋分布越均匀越有利于筋材受力,界面摩擦力占总拉拔力的比值随横肋百分比的增加而减少,相同拉拔位移下较窄格栅拉拔力略小于较宽格栅;格栅纵向应变沿长度方向先增后减,应变峰值位置随着拉拔力的增加逐渐远离加载端,表明拉拔过程中格栅的受力具有传递性和不均匀性,且最大值受筋材拉拔变形的影响逐渐向筋材中部移动.     

土工格栅加筋土三轴试验研究

通过三轴试验方法,研究了土工格栅加筋土的强度及变形破坏特性;探讨了在不同加筋情况下,土工格栅加筋土强度影响因素及其变化规律;分析了素土和土工格栅加筋土的变形破坏形式及筋材在土体抗剪破坏过程中的变形机理.试验结果表明,加筋后土体的强度和抵抗变形能力明显增强,加筋土加筋效果在中围压下最合理、最有效;土工格栅加筋土应力-应变关系采用固结围压作为归一化因子具有很好的归一化特性,可以用归一化方程来表示.     

加筋防护埋地管道静载特性的数值模拟与参数分析

目前城市市政工程埋地管道的安全与防护是管理部门日益关注的重点,论文基于有限元数值模拟了静载作用下格栅加筋防护埋地管道的力学响应,综合对比研究了筋材埋深、长度和加筋层数等因素对埋地管道的力学与变形影响,数值计算结果表明:综合管道应力、变形和加载板极限承载力,确定了顶层筋材最佳埋深和长度分别为0.4倍加载板宽度和5倍管道外径;同等条件下,增加格栅加筋层数,地表加载板极限承载力显著增加,且在距中心点相同距离时,底层筋材的应力最大,顶层筋材的应力相对较小。     

桩承式加筋路堤荷载分担比计算方法

针对桩承式加筋路堤作用机理复杂的问题,分析路堤填土-筋材-桩-桩间土在路堤荷载作用下的荷载传递机理.根据位移、应力连续条件,将路堤填土和加固区作为统一的整体考虑.将一定厚度水平向的加筋垫层视为具有刚度的薄板,考虑土工格栅的加筋作用,采用大挠度薄板理论计算筋材的挠曲变形.考虑路堤填土的土拱效应和路基桩土相互作用,推导在桩体打穿和未打穿软土层2种情况下桩承式加筋路堤荷载分担比的求解方法.采用相关文献中的模型试验结果对提出的计算方法进行验证.结果表明,采用该方法计算出的桩土应力比与实测结果比较接近,可为工程实践提供设计理论参考.     

加筋土结构（挡墙）有限元分析

采用了复合材料理论和有限元方法，对加筋土结构进行非线性分析，分析时把土体视为非线性单元，把筋带视为线性单元，为了研究筋、土之间的滑动性质，应用接点滑动单元，同时考虑了墙面位移、筋带变形的影响；计算值与模型试验实测值相吻合，表明该方法正确有效。     

基于筋材断裂的加筋膨胀土强度特性分析

基于三轴剪切试验对加筋膨胀土的强度特性进行研究,得出加筋土与对应素土的强度指标关系,分析了加筋土强度的提高宏观表现;结合不同层数加筋土体的应力应变关系及加筋土等效围压分析原理,分析了基于筋材断裂的加筋膨胀土的强度特性,得出不同加筋层数筋材刚断裂时应力莫尔圆应相切于同一条直线,随着轴向压力的增加,多层加筋膨胀土试验筋材逐层断裂,应力莫尔圆向外扩展,表明多层加筋膨胀土的强度逐渐增大,而且试验表明对于柔性筋材,多层加筋土体的强度包络线基本平行,加筋土体强度的增加,只是粘聚力c的增加引起的。     

软土地基中包裹碎石桩地震动力响应数值模拟研究

包裹碎石桩是将碎石桩包裹在土工合成材料中，通过土工合成材料的径向约束作用，减少碎石桩的变形，提高其在软土地基中的稳定性。使用有限差分程序FLAC3D进行模拟，研究地震荷载作用下软土地基中包裹碎石桩的动力响应。数值模型采用考虑滞回特性的非线性弹塑性模型模拟碎石桩和软土，使用线弹性土工格栅单元模拟土工合成材料。利用振动台试验结果验证三维动力数值模型，然后开展参数分析，研究筋材刚度、软土剪切模量、路堤荷载等参数对软土地基中包裹碎石桩地震动力响应的影响规律。数值模拟结果表明：随着筋材刚度的增加、软土剪切模量的增加、竖向荷载的减小，碎石桩的沉降及筋材应变和土体的剪应变也显著减小，土工合成材料包裹筋材可以有效提高碎石桩的抗震性能。     

格栅防护埋地管道的承载特性及设计参数分析

为研究在土工格栅加筋防护埋地管道中筋材铺设和管周土体参数对防护管道性能的影响,基于有限元数值方法,分析静载作用下土体内摩擦角、筋材埋深、管道埋深和加载宽度等因素对管道力学与形变性能的影响.结果表明,极限承载力随内摩擦角增大显著提高;筋材埋深在加载板宽度的0. 2倍左右时,加筋效果显著;增大管道埋深,可显著提升极限承载力,同时降低管道变形;减小加载宽度,可使破坏形式由管道变形失效转变为土体地基破坏,同时降低极限承载力;格栅加筋效果与管道最终形变量的变化密切相关;格栅加筋后与加筋前的极限承载力比值随土体内摩擦角和管道埋深的增大而减小,随加载宽度的增加先增后减.     

基坑土体变形性状研究

为提高用于基坑设计计算的土体参数的合理性、准确性 ,以准确预测基坑开挖中围护结构及周边土体位移 ,针对基坑开挖过程中基坑周边土体中可能出现的应力状态 ,用应力路径三轴试验进行模拟 ,进行一系列饱和原状土的三轴K0 固结不排水剪切试验。通过应力路径试验获知基坑开挖过程中土体的应力应变关系近似呈加工硬化双曲线型 ,推导了土体的弹性模量公式 ,并在试验数据的基础上拟合确定了该公式中初始弹性模量的取值方法。将应力路径研究结果和常规三轴压缩试验获得的参数分别应用于同一实际工程进行有限元计算。有限元计算结果与实测数据进行对比分析后认为 :应力路径试验方法较之常规三轴压缩试验方法获得的参数更理想 ,推导出的弹性模量计算式 ,可用于基坑工程变形计算 ,可供基坑工程设计参考。     

土工格栅复合夯实水泥土桩-土界面接触特性分析

针对桩-土接触面的摩擦特性,在夯实水泥土桩-土界面中设置土工格栅,以增强夯实水泥土桩-土的相互作用。采用三维数值软件模拟直接剪切试验和静载试验,对土工格栅复合夯实水泥土桩-土界面接触特性进行分析,研究土工格栅复合夯实水泥土桩-土接触面的应力、变形和强度的变化规律。结果表明:土工格栅复合夯实水泥土桩-土接触界面的摩阻力峰值有所增加,达到峰值后,摩阻力曲线下降速率缓慢;静载试验中,在夯实水泥土桩表面复合土工格栅后,对应的基础沉降比普通夯实水泥土桩复合地基的沉降小,且夯实水泥桩的轴向压缩变形也小。     

考虑软土软化特性的软基加筋道路动力响应

为了研究交通荷载作用下考虑软土软化效应的低路堤软基加筋道路的动力响应问题,以室内动三轴试验为基础,研究了循环荷载作用下初始偏应力以及荷载作用次数对软土刚度软化的影响,通过回归分析得到了软土在循环荷载作用下刚度软化的经验公式;然后编制了用户子程序将经验公式导入有限元分析软件ABAQUS中,采用ABAQUS对软基加筋与不加筋道路在交通荷载作用下的动力特性进行对比分析.结果表明,软土的软化特性对软基加筋道路的动力响应有重要影响.同时,加筋可以提高道路的整体强度,使土体应力均化,约束土体的水平变形,减少道路的整体沉降,并降低道路的不均匀沉降.     

桩承式加筋路堤中土工格栅加筋效应的室内试验研究

基于室内模型槽试验,开展了考虑土工格栅的桩承式路堤变形和填土应力分布规律研究,重点研究了土工格栅抗拉强度和土工格栅层数对软土竖向位移、填土竖向应力分布和桩土应力比的影响。研究结果表明:软土竖向位移随土工格栅抗拉强度和土工格栅层数增加而减小;不同层数土工格栅作用下填土竖向应力随路堤高度的分布规律差异较大。综合考虑桩承式路堤软土变形和填土荷载向桩顶转移程度,了解研究工况下土工格栅的作用效果,可为现场路堤工程中如何选用合适土工格栅抗拉强度和层数提供依据。     

土的应力历史对软粘土地基深基坑性状的影响

提出了一种在分步开挖的深基坑工程中计算受超固结影响的饱和粘土强度的方法,得出能同时反映开挖应力路径和应力历史的饱和粘土非线性应力应变关系。通过典型算例的有限元法分析,研究了软粘土深基坑性状及土的应力历史对其性状的影响。     

桩网复合地基的模型试验加固效果对比研究

为了探究不同形式的桩网复合地基加固软土的效果,设计了3组复合地基进行室内模型试验。第1组为PVC管材加固软土地基,第2组为桩承式复合地基,第3组为PVC管材与砂桩复合地基。在模型箱钢板内侧壁涂上黄油,并覆以塑料薄膜来减小边界效应;在PVC管材和土工编织网（格栅）上粘贴应变片,来测试PVC桩体应力及加筋拉力;在桩间土、砂桩顶部安装土压力盒,在路面的中心、路肩处安装百分表来测定相应的变形。试验结果表明：1）对于路面、路肩的沉降及二者的差异沉降,第3组沉降值最大,第2组沉降值最小;2）PVC桩与土应力比中,第2组应力比与其它2组比较则大得多;3）格栅应变变化规律较紊乱,在相应测点的格栅应变则是第2组最大。3组试验的结果说明在软土路段,在条件允许时,宜采用桩承式路堤来加固,加固效果更好。     

Experimental study on performance of multidirectional geogrid and its application in engineering of high slope

By analyzing the grille mechanical property, tensile strength and creep tests, and the fi eld tests, we investigated the characteristics and the reinforcement principle of multidirectional geogrid, and obtained the effect factors of grid characteristics, load and time curve and the shear stress of grille and sand interface. The reinforcement effect of geogrid in combination of typical project cases was illustrated and the following conclusions were presented. Firstly, multidirectional geogrid has ability to resist structural deformation, node distortion or soil slippage under stress, and can effectively disperse load. Secondly, with the increase of tensile rate, grille intensity increases and the creep value also increases with the increase of load. Thirdly, the frictional resistance balance between horizontal thrust of damaged zone and reinforced soil in stable region can avoid slope failure due to excessive lateral deformation. Fourthly, the multidirectional geogrid is able to withstand the vertical, horizontal and diagonal forces by combing them well with three-dimensional orientation, realizing the purpose of preventing soil erosion and slope reinforcement, which has a wide range of application and development in engineering fi eld.     

基于时空效应的基坑施工有限元研究

利用考虑时空效应的被动区土体等效弹性基床系数代替实测土体基床系数,并用土弹簧简化土体对支护结构的侧向压力,对基坑开挖进行全过程三维模拟。这种考虑软土自身抵抗变形能力的时空效应计算方法有着省时并易于收敛的优点,结果也与实测数据较为吻合。同时,分析了超挖对基坑施工的影响。     

土的单屈服面模型及在桩土作用中的应用研究

研究了土的单屈服面模型,其屈服函数为一个光滑的封闭空间曲面,避免了屈服面上出现奇异点,以及多重屈服面模型的跟踪记忆,有限元的数值实现相对简单．当加荷应力点位于屈服面上时,其塑性模量应用连续性条件求得,否则塑性模量由屈服面上应力映射点的塑性模量和插值函数计算得到．联合等效塑性偏应变和体应变构造硬化函数．讨论了模型参数的物理意义及其确定方法．应用该模型分析了桩土相互作用系统,通过对硬黏土和软黏土P—Y曲线的计算发现,该曲线在现场试验的统计曲线之内,单桩和群桩计算结果与试验的拟合也较好．     

素混凝土桩与土工格栅联合加固路基应力传递特性分析

采用有限元分析程序ANSYS对素混凝土桩与土工格栅联合加固路基中土工格栅的应力、土工格栅的应力传递特性、桩土应力比进行了分析研究,得出了桩和桩间土的弹性模量及桩间距对桩土应力比的影响效果,为这种地基加固技术的理论研究和工程应用提供了依据.