软土路基土工格栅加筋作用机理研究

通过运用ANSYS有限元分析软件,对软土路基土工格栅加筋的作用机理进行了数值模拟,研究了土工格栅加筋对软土地基应力场和位移场分布的影响．从计算结果分析可知,土工格栅堤底加筋对约束浅部地基土水平位移有显著作用,使最大水平位移点移向地基深处,使堤趾水平位移大幅减小,同时,对竖向沉降有一定的均衡作用,加筋增强了路堤的整体性和稳定性,对地基承载力的提高也有一定作用．特别是加筋前后地表最大水平位移点的移位,对路堤填筑施工监测有一定借鉴意义．     

土工格栅加筋边坡地震平均永久位移影响因素分析

考虑到现有的工程实例和实验数据较少,本文采用数值分析的方法,分析了地震作用下加筋边坡各参数对平均永久位移的影响.计算结果表明,地震作用下的加筋边坡工程中,对平均永久位移有较明显影响的参数主要有填土内摩擦角,填土粘聚力,水平地震荷载和土工格栅轴向刚度;土工格栅层数越多,越有利于减小加筋边坡的平均永久位移;边坡靠近底部的土工格栅比中部和顶部位置的土工格栅对减小边坡在地震作用下平均永久位移更有效;水平方向的地震荷载对地震作用下加筋边坡的平均永久位移的影响比竖直地震荷载更明显.因此,在土工格栅加筋边坡的设计中,为了能有效减小地震引起的平均永久位移,需要选取粘聚力和内摩擦角较大的填土材料和轴向刚度较大的土工格栅材料,同时适当增加土工格栅的层数并着重考虑边坡底部土工格栅的设置.     

土工合成材料防治路基翻浆的设计与应用

对某公路翻浆路段进行现场调查,测定土工格栅的力学指标,分析土工合成材料防治路基翻浆的基本原理,提出具体的设计和施工方法,结果表明：土工织物可防止粗粒料陷入路基软土层,阻止翻浆形成,而土工格栅的加筋作用可扩散交通荷载、限制路基变形以减小车辙黉度,提高路基承载力和延长使用寿命,工程实践证明土工合成材料用于防治路基翻浆的效果显著。     

土工格栅加筋碎石土动回弹模量及预估模型试验研究

加筋土路基动回弹模量是加筋土技术在道路工程中的重要设计指标.利用动三轴仪对土工格栅加筋碎石土进行动回弹模量试验,对比分析了含水率、加筋方式、剪切及侧限影响表征量对动回弹模量的影响规律,并回归分析了动回弹模量预估模型参数.研究结果表明:加筋土的动回弹模量随着含水率的提高而降低;土工格栅应布设在土体中的水平剪切变形层位,增...     

土工格栅粉煤灰挡墙加筋作用应用研究

土工格栅加筋土挡墙在土木工程中应用广泛,土工格栅的加筋作用以及筋材在挡墙设计中的计算需要进一步完善．利用FLAC3D有限元分析软件,对未设置和设置土工格栅加筋体的粉煤灰挡墙进行数值模拟分析,研究土工格栅的加筋作用对粉煤灰挡墙稳定性的影响,得到土工格栅加筋挡墙的设计参数．数值模拟结果表明：粉煤灰挡墙高度大于6ITI时,安全系数偏低,需要在粉煤灰挡墙中加筋来提高其安全系数,保证挡墙的稳定性．对墙高为8m的土工格栅粉煤灰加筋挡墙进行模拟分析,当增大加筋间距时,挡墙的侧向和竖向位移都增大,挡墙的最大竖向位移发生在挡墙的上部,最大侧向位移发生在挡墙中下部位;墙高为8m的土工格栅粉煤灰挡墙的合理加筋间距为0．8m     

土工格栅处治加宽高填方路堤试验分析

结合山区公路改扩建工程,进行了土工格栅处治加宽高填方路堤的现场试验,分析了高填方加筋路堤的位移、应力和筋材的应变规律.研究结果表明:土工格栅处治高填方新老路堤,其最大位移出现在新路堤中上部,新路堤自身压缩变形较为明显.格栅受力加筋为一个渐进的过程,土工格栅从路堤边缘向路堤中心逐渐发挥加筋作用.     

青藏铁路主要冻土路基工程热稳定性及主要冻融灾害

在介绍青藏高原多年冻土退化背景及其工程影响的基础上,通过主要冻土路基现场监测和沿线调查,对青藏铁路冻土路基2002年以来的地温发展过程、热学稳定性及次生冻融灾害进行了分析。结果表明:青藏铁路自2006年通车后冻土路基整体稳定,列车运行速度达100km/h,达到设计要求,但不同结构路基的热学稳定性不同,采取“主动冷却”方法的路基稳定性显著优于传统普通填土路基。管道通风路基、遮阳棚路基及U型块石路基冷却下伏多年冻土的效果显著,块石基底路基左右侧对称性较差,而处于强烈退化冻土区和高温冻土区的普通路基热稳定性差,需结合路基所在区域局地气候因素予以调整或补强。以热融性、冻胀性及冻融性灾害为主的次生冻融灾害对路基稳定性存在潜在危害,主要表现为路基沉陷、掩埋、侧向热侵蚀等,其中目前最为严重的病害是以路桥过渡段沉降为代表的热融性灾害。     

建筑垃圾填料与土工合成材料加筋剪切性能研究

针对不同掺量建筑垃圾废弃混凝土与砂土混合作为路基填料,通过大型土工合成材料直剪仪,对不同掺量混合土以及铺设三向土工格栅、土工格室筋材后的加筋体分别进行剪切性能分析.试验结果表明:只掺入建筑垃圾填料时,其掺量为40%或60%能有效提高抗剪强度,其抗剪强度最高可达纯砂的1.5倍;根据界面剪切强度系数得出掺入过多或者过少建筑垃圾填料都会削弱整体抗剪性能;掺入一定的建筑垃圾填料再与土工合成材料进行复合加筋,总体而言土工格室复合加筋效果优于三向土工格栅,并且当建筑垃圾填料掺量为60%时,与土工格室进行复合加筋,其抗剪强度是纯砂的1.6倍,抗剪性能较优.     

车辆荷载下土工格栅加筋挡土墙动力特性研究

针对路基挡土墙在使用过程中普遍出现不同程度的失稳现象,结合工程实例,基于FLAC2D有限元数值分析方法对土工格栅加筋挡土墙在车辆荷载下的动力特性进行研究分析。通过对对称车辆荷载下土工格栅受力情况及不同高度挡墙墙面水平位移的初步研究,表明格栅所受的轴力大小和面板的侧向位移与其所处的高度有密切关系。     

煤矸石桩-土工格室复合路基承载特性

为了研究煤矸石桩-土工格室复合路基的承载性能，以煤矸石桩、土工格室及格栅分别作为竖向、水平向加筋体，开展静载试验，分析土工格室和格栅拉伸应力、桩体轴向应力以及桩顶与桩间土压力的变化规律.研究结果表明：当施加到第8级荷载时，相较于土工格栅，土工格室上的拉应力增大67.93%，格室组中心桩与边桩中性点应力分别增大78.22%、30.95%，中性点对应截面位于桩体中部距桩顶约50 cm处；加筋垫层下方格室组的桩土应力比与格栅组相比，路基中部增大13.68%，路基边缘部分增大12.40%～13.49%，整体增大13.19%.煤矸石桩-土工格室复合结构能够有效地将荷载由桩身传递至基底；土工格室加筋垫层均匀地将荷载横向传递至加筋体，削弱桩土间的土拱效应，土工格室与垫层构成的柔性筏板效应更突显.     

土石坝加筋有限元数值模拟

运用复合材料法模拟土工格栅加筋单元,对格栅加筋堆石坝坝顶堆石进行了数值模拟。计算中,土石料采用非线性弹性模型模拟,并用拟静力法模拟地震动荷载。对无地震和有地震两种情况下的加筋效果及加筋层数和格栅模量对加筋效果的影响进行了分析研究,并对格栅加筋机理加以解释。数值模拟结果表明:格栅加筋有利于增加土石坝坝顶堆石的稳定性和抗震性能,随加筋层数和格栅模量的增加,加筋效果愈加显著。     

多层加筋垫层刚性桩网复合地基的承载特性

为研究多层加筋垫层刚性桩网复合地基的承载特性,将设置有多层土工格栅的加筋垫层视为大挠度薄板进行分析,运用层合板理论,模拟多层土工格栅与碎石垫层之间的相互作用,建立加筋垫层抗弯刚度矩阵的计算方法。考虑刚性桩网复合地基的三维应力和位移边界条件,根据静力平衡条件,建立加筋垫层应力函数和挠度微分控制方程,并利用伽辽金方法进行求解。在此基础上,利用Winkler地基梁理论和大挠度薄板理论对桩土应力比和格栅拉力进行计算。最后,运用实际工程对计算方法进行验证,并综合分析格栅总层数、铺设间隔和位置等因素对桩土应力比及格栅拉力的影响。研究结果表明：理论计算结果与实测结果较为吻合;随着格栅总层数的增大,桩土应力比增大而格栅拉力降低,铺设2~3层格栅效率最高;随着铺设格栅间隔和底层格栅距桩帽距离的增大,桩土应力比降低,而格栅拉力增大。     

软土地基土工格栅加筋效果的数值分析

应用有限差分软件FLAC 3D对一座原型加筋试验墙的工作性态进行数值模拟,计算结果与观测资料吻合很好,说明了用本文方法预测加筋挡土墙应力变形规律的有效性;在此基础上,对土工格栅加筋和未加筋的软土地基进行计算分析,通过对比两种情况下地基沉降值、水平位移值和内部应力值,可以看出土工格栅加筋能够有效地减少软土地基的沉降,限制地基侧向变形,并且能分散地基内部的集中应力,证明土工格栅加筋是一种非常有效的软基处理方法。     

砂土介质中废旧轮胎加筋条带拉拔特性

为减少废旧轮胎大量堆放对环境造成的严重污染及潜在安全隐患,基于废旧轮胎良好的抗拉伸、耐老化及界面粗糙等特性,本研究提出将废旧轮胎切割成条,制成加筋条带,用作土工加筋材料的新型利用方法。通过调整砂土不同密实度条件,对比开展废旧轮胎条带及土工格栅拉拔特性试验研究。结果表明,砂土介质中废旧轮胎条带达到极限拉拔力之前,拉拔位移随拉拔力的增长而线性增长;极限拉拔力统计表明,加筋条带界面抗剪强度符合摩尔-库仑强度准则,并由此建立界面抗剪强度与界面摩擦角及似黏聚力的线性关系。通过对比土工格栅加筋性能,发现废旧轮胎条带的剪应力峰值约为土工格栅的2.5~3.2倍;达到剪应力峰值所需要的位移约为土工格栅的5倍。研究成果验证了废旧轮胎条带作为加筋材料的可行性,为进一步开展理论研究及工程应用奠定了基础。     

土工格栅设置对垫层刚度影响的试验研究

为探讨土工格栅对碎石垫层刚度的影响规律,设计了9种不同工况的垫层,分别进行了模型静载试验,分析了垫层厚度、有无土工格栅、土工格栅层数及铺设位置等因素对碎石垫层及加筋碎石垫层变形的影响。结果表明:垫层厚度的减小能有效地降低地基沉降;在一定荷载范围内,有土工格栅碎石垫层的承载性能要优于无土工格栅碎石垫层;在相同荷载作用下,当垫层厚度相同时,土工格栅层数和铺设位置不同,其碎石垫层的刚度也不同,且存在一个最佳的铺设层数及铺设位置,土工格栅的最佳层数及铺设位置有待进一步研究。     

拓宽路堤不均匀沉降敏感性因素仿真分析

本文采用FLAC3D三维有限差分分析软件,结合武汉市三环线武黄高速公路共线段拓宽工程,进行拓宽路堤不均匀沉降仿真分析,指出了导致不均匀沉降的主要敏感性因素。首先,通过土工格栅加筋层数对不均匀沉降的敏感性分析,证明了加筋层数对不均匀沉降有显著影响,加筋3~4层时发挥的加筋效果性价比最佳。然后,对新建路堤土体相关参数进行敏感性分析,表明土体剪切模量对新路堤的沉降影响最为敏感。研究成果对路堤加筋处理和公路拓宽工程中新老路基结合部处理均有借鉴意义。     

土工格栅加筋路堤对软基位移场的影响

采用非线性有限元方法,通过比较土工格栅加筋路堤和未加筋路堤来分析加筋对软基位移场的影响.计算结果表明:土工格栅能较大地减小软基路堤的侧向位移、减小不均匀沉降和堤外隆起,在一定程度上减小路堤的最大沉降.研究结果对软基上路堤加筋处理有借鉴意义.     

柔性加筋土复合体力学性能试验

为了研究柔性加筋土复合体的基本力学特性,分别对无纺土工布加筋砂、土工格栅加筋砂、"土工布+纤维"综合加筋砂和"土工格栅+纤维"综合加筋砂制作的多组试样完成了一系列组合工况下的无侧限抗压试验.得到以下主要结论:1)土工布的强度和加筋层间距应与砂的密度相匹配,此时,两者协同工作性最好,加筋砂土极限强度高,破坏应变大;2)相同情况下,"土工布+纤维"综合加筋砂的强度比土工布加筋砂的高,但当砂的密度和加筋层间距都较小时,强度提高不显著;3)应变较大时,土工格栅加筋砂的强度明显低于土工布加筋砂的强度,这可能是格栅与砂土的刚度差异过大以致格栅-土界面产生了相对滑动所致;4)纤维的掺入既提高了"土工格栅+纤维"综合加筋砂的强度,又提高了其承受大变形的能力.     

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.     

土工格栅与铜矿尾矿界面作用特性的实验研究

钢塑复合土工格栅的加筋效果好于其它筋材的原因在于其表面结构特性,在生产过程中塑料表面处理时,肋条压制成粗糙的花纹,以增强格栅表面的粗糙程度,提高CATT钢塑复合土工格栅与土体的摩擦系数。它与土之间不仅存在表面摩擦力,而且还存在镶嵌咬合力,从而增强加筋土体的稳定性。文中以不同规格的钢塑复合土工格栅作为加筋材料,以有色金属铜矿的尾矿作为填料土,通过拉拔实验,研究钢塑复合土工格栅与铜矿尾矿填料土的界面作用特性,获得了筋--土之间的剪切强度系数(C、φ)、似摩擦系数f*等结果,并对它们的影响因素进行了分析与探讨。