土工袋加固砂性土质边坡模型试验与上限解

 通过模型试验比较有土工袋加固和无土工袋加固时边坡的破坏形态及承载力,验证土工袋对边坡的加固效果,并基于试验结果建立边坡的许可破坏模式及其速度场,利用极限分析上限法求解了边坡的极限高度上限解,利用模型试验结果对边坡极限高度进行验证。试验及计算结果均表明：边坡越陡,有土工袋加固较无土工袋加固时边坡的极限高度和承载力提高越大,表明土工袋加固效果越好。试验结果与计算结果基本吻合,表明该计算方法的可信性,可为边坡的稳定性设计问题提供理论依据。     

土工袋柔性挡墙位移模式及土压力研究

用土工袋构筑而成的挡土墙具有一定的柔性, 在墙后土压力作用下,墙体能够发生一定的变形, 墙后土压力分布及大小与刚性挡土墙大不相同。设计并进行了土工袋柔性挡土墙模型试验,通过试验观测了墙体的位移模式和墙后填土的破坏模式,研究了土压力沿墙体高度方向及墙体水平方向的分布;运用水平微分单元法推导了主动平衡状态下土工袋柔性挡土墙土压力的计算公式,土压力理论计算值与模型试验实测值基本吻合;进行了模型试验用土工袋层间摩擦试验,建立了土压力与土工袋层间摩擦力的平衡关系式,分析了土压力沿土工袋墙体水平方向的传递规律。     

土工格栅返包土工袋加筋土挡墙的地震响应分析及设计建议

为了研究土工袋加筋土挡墙在地震作用下的抗震性能,开展了大型的振动台模型试验。结果表明：随着加载的持续进行,挡墙模型的自振频率降低,阻尼比增加;PGA放大系数随输入地震动峰值加速度的增大而减小,墙高对PGA放大系数的影响反倒不大。土工袋加筋土挡墙的峰值动土压力呈现“中间小,两头大”的分布规律,且墙高越高,输入地震动峰值加速度越大,峰值动土压力越大,而不同地震波形的频谱差异对土压力量值和分布的影响较小。通过数值模拟研究了坡度对土工袋加筋土挡墙力学特性的影响,认为土工袋加筋土挡墙墙后侧向土压力和筋材的拉应力随着墙体坡度的增大而增大,当墙体坡度小于1∶0.75时,侧向土压力较小;当墙体坡度大于1∶0.75时,墙后土压力迅速增加,土压力的分布图式类似呈三角形分布。筋材的拉应力沿长度方向呈单峰型分布,各层筋材的拉应力随上覆填土厚度的增加而增大,但增加的幅度逐渐减小。另外,土工袋加筋土挡墙的剪应变增量、活动区范围以及位移均随墙体坡度的增大而增大。     

加入玄武岩纤维土工格栅的藏式毛石墙体抗压性能试验研究

结合藏式毛石墙体分层破坏特点,提出应用玄武岩纤维土工格栅进行抗压性能改良。通过对加入玄武岩纤维土工格栅毛石墙体进行抗压试验,从破坏过程、石材破坏程度、裂缝宽度、极限承载力等方面对比分析了加入土工格栅后毛石墙体的抗压性能变化情况。结果表明:加入玄武岩纤维土工格栅可显著提高毛石墙体极限承载力,且有效限制裂缝宽度;达到极限承载状态时,加入土工格栅毛石墙体未发生明显破坏,随着其中玄武岩纤维拉断,最终发生裂缝剧增的突然破坏;加入土工格栅对藏式毛石墙体分层破坏具有限制作用。该研究成果具有一定的理论依据和实用价值,可为藏式民居的改造及抗震加固提供参考依据。     

论返包式土工格栅的加筋土高挡墙试验

为了研究返包式土工格栅加筋土高挡墙结构的受力、变形状态,分析其作用机理,进行了包括加筋土墙体基底应力、墙背侧向土压力、拉筋拉力和墙面水平变形等内容的现场试验,研究了加筋土墙体基底垂直应力、不同层位的拉筋拉力沿筋长的分布规律,加筋土挡墙潜在的破裂面位置,墙背侧向土压力沿墙高的分布规律以及墙面水平变形规律。测试结果表明,加筋土挡墙基底垂直土压力沿土工格栅拉筋长度方向呈非线性分布,最大值发生在拉筋中部附近,向拉筋两端方向逐渐减少;实测墙背侧向土压力沿墙高呈非线性形式分布,其值小于主动土压力;上部墙体拉筋应变沿筋长呈单峰值分布,下部墙体拉筋应变沿筋长呈双峰值分布;上部墙体潜在破裂面形状与"0.3H法"接近,而下部墙体潜在的破裂面形状与朗肯主动土压力理论接近;施工期墙面最大水平变形位置在墙高的下部,竣工后墙面最大水平变形发生在墙顶处等结论。     

土工格栅加筋边坡坡顶条基极限荷载的预测

通过土工合成材料加固的边坡,承载能力显著提高,因而获得广泛应用。为了合理的评价加筋边坡的坡顶条形基础的极限荷载,制作了足尺寸模型并进行了试验,采用延性较好但强度较低的聚丙烯(PP)土工格栅对边坡进行了加固,在坡顶通过条形基础(钢梁)施加荷载直至边坡破坏,获得了极限荷载以及边坡的变形和破坏规律,通过细致的测试手段,详细地捕捉到模型的力学响应。在此基础上,通过校验的FLAC数值模型,对土工格栅加筋边坡的承载能力进行了预测,得到了满意的结果。     

加筋边坡在坡顶荷载作用下的极限承载能力

采用大型室内试验的方法,研究了两个土工格栅加固的土坡和一个未加固边坡在坡顶荷载作用下的变形与破坏规律。本文重点介绍大型模型的实验设计、测试技术和研究方法。实验结果表明,土工格栅加固边坡的承载能力为相同条件下未加固边坡的1.6-2倍。     

土工格栅加筋路堤边坡变形试验研究

通过具体的模型试验对土工格栅加筋路堤边坡的变形进行了研究。研究结果表明：在边坡坡角、竖向压力相同时,土工格栅加筋边坡的沉降及侧向位移值比不加筋边坡要小得多;而且加筋层数越多或格栅的抗拉强度越高,边坡的沉降与侧移也越小,边坡破坏时的竖向压力峰值Pm ax也越大;在相同的加筋条件下,边坡的坡角越大,沉降也越大;加筋能提高土体整体性,使应力应变在边坡土体内分布更均匀。     

整体面板式土工格栅加筋土挡墙现场试验研究

以赣(州)龙(岩)铁路整体现浇面板土工格栅加筋土高挡墙为工程依托进行现场原型试验.通过现场埋设土压力盒、柔性位移计和水平测斜仪等测试仪器,进行包括加筋土墙体基底应力、墙背侧向土压力、拉筋变形和墙面水平变形等内容的测试.测试结果表明:加筋土挡墙基底垂直土压力沿土工格栅拉筋长度方向呈非线性分布,最大值发生在拉筋中部附近,向拉筋两端方向逐渐减少;实测墙背侧向土压力沿墙高呈非线性形式分布,其值小于主动土压力;上部墙体拉筋应变沿筋长呈单峰值分布,下部墙体拉筋应变沿筋长呈双峰值分布;上部墙体潜在破裂面形状与“0.3H法“接近,而下部墙体潜在的破裂面形状与朗肯主动土压力结果接近;施工期墙面最大水平变形位置在挡墙的下部,竣工后墙面最大水平变形发生在墙顶处等.该结论为类似工程的研究与设计提供参考.     

粗粒料加筋土边坡格栅应变在空间和时间的变化规律研究

加筋土作为一种边坡加固措施得到广泛应用,而粗粒料因为造价低、强度高、摩阻力大等优点得到越来越多的采用。又因其有别于细粒土的特性,对格栅及筋土界面会产生不同的影响。根据实际工程经验,对土工格栅抗拉强度及筋土界面影响因素和加筋边坡破坏方式进行了分析。依托工程案例,采用极限平衡法对设计方案进行安全性计算,通过监测数据对比分析了土工格栅应变随着加筋位置和时间的变化规律,对类似工程的设计和施工具有一定的指导意义。     

土钉加固边坡的离心模型试验与分析

通过土工离心模型试验,研究了土钉加固边坡的变形情况、土钉加固土坡的作用机理及土钉的应用分布规律,最后还对试验的不足进行了分析。     

GCL/GM界面膨润土挤出机理研究

土工复合膨润土垫(GCL)具有良好的防渗隔气及抗张拉等性能,在填埋场中具有较好的应用前景。GCL/GM界面由于膨润土挤出而导致其剪切强度较小,将影响GCL在填埋场边坡中的使用。因此,采用改进的固结仪进行了膨润土挤出机理的研究,重点探讨了正应力、加载速率、加载与水化的顺序、土工织物类型以及渗滤液等因素对膨润土挤出的影响,并在实验结果的基础上提出了超孔隙水压力挤出机理:快速加载时,GCL内部产生了较大的超孔隙水压力,导致膨润土颗粒在该渗透力的作用下通过土工织物中的孔隙往GCL/GM界面的间隙迁移。     

钢筋混凝土曲线梁桥体外预应力加固研究

为研究钢筋混凝土曲线梁桥体外预应力加固效果,对加固前后的钢筋混凝土曲线梁进行了破坏试验,分析了加固前后曲线梁的变形特征、破坏形态及极限承载力,并以试验研究为基础,采用ANSYS有限元软件建立了非线性模型,分析了影响钢筋混凝土曲线梁体外预应力加固效果的主要参数。结果表明,加固后曲线梁破坏形态属于延性破坏,极限承载力提高了14.6%。钢筋混凝土曲线梁采用体外预应力加固,效果显著,体外预应力筋的平面内线形越接近加固梁曲线,加固效果越好,预应力筋偏心距越大体外预应力筋越能得到充分发挥;随着有效预应力的增大,曲线梁的延性降低。     

汶川地震路堤成灾模式及土工格栅加筋变形控制研究

为研究路基工程的抗震设计问题,首先对汶川8.0级地震震区路基震害进行调查,发现强震作用下绝大多数未加筋路堤为浅表层边坡坍塌破坏,极少数路堤发生半幅路面错落的本体滑坡现象,所有路堤均未出现沿基础界面的滑动,而土工格栅加筋路堤震害程度轻微得多.根据变形破坏模式,提出以侧向变形控制为核心的土工格栅布筋方案,即在路堤顶部满铺土工格栅、中上部铺设短格栅.利用未加筋路堤和土工格栅加筋路堤大型振动台模型试验进行加筋变形控制方案有效性的对比研究.试验结果表明,路堤顶部满铺土工格栅,阻断竖向裂缝的扩展,从而抑制路堤本体滑坡;护坡道上方铺设短格栅,可有效抑制路堤侧向变形及边坡坍塌.通过对加速度、动土压力测量结果的对比分析,发现土工格栅加筋后,路堤模型的自振频率提高12%,0.7倍坡高处加速度放大系数在中震下减小27%,在大震下减小41%,动土压力幅值也会大幅减小.     

嵌筋加固震损墙体的低周往复试验研究

对在两种压应力下试验之前及试验开裂以后嵌筋加固的墙体采用低周反复静力加载试验，检验其加固的效果。试验证明对砂浆强度为M2．5、砌筑砖强度为MU7．5的砌体，嵌筋加固能有效增强砌体抗震整体性，具有等效于提高砂浆强度的效果。要提高抗裂和极限承载力则要求所嵌钢筋需满足最优配筋率的要求。对于到达过极限承载力破坏后的墙片，嵌筋加固能使得墙片大致恢复到原有的最大承载力。嵌筋技术为砌体结构加固提出了一种新方法。     

体外预应力加固两层砖砌体墙体拟静力试验研究

针对既有多层砌体房屋抗震能力不满足鉴定要求的问题,提出了沿房屋全高设置体外预应力筋的全高预应力抗震加固法和在楼层间设置体外预应力筋的层间预应力抗震加固法。为验证加固效果,进行了6片两层砖砌体墙体的拟静力试验研究,对比分析了未加固墙体、全高预应力加固墙体、层间预应力加固墙体以及钢筋网砂浆面层加固墙体的破坏形态和抗震性能。结果表明,预应力加固和钢筋网砂浆面层法加固均可以明显改善墙体的破坏形态,提高开裂荷载、受剪承载力和变形能力;预应力加固墙体的开裂荷载、变形能力与钢筋网砂浆面层法加固墙体基本相当,但是受剪承载力要高于钢筋网砂浆面层法加固墙体。预应力筋还可以降低砖墙的刚度退化速率,有效提高结构的开裂后刚度。预应力加固墙体的耗能能力明显高于钢筋网砂浆面层加固墙体。该加固方法基本不改变墙体的弹性抗侧刚度,加固后墙体的质量也基本没有增加,是一种低影响的抗震加固方法。     

CFRP-PCPs筋内嵌加固混凝土梁裂缝分析与计算

通过8根混凝土试验梁抗弯静力加载试验,开展对CFRP-PCPs筋内嵌加固混凝土梁在使用荷载作用下的裂缝分析与计算。试验结果表明:CFRP-PCPs筋内嵌加固混凝土梁的裂缝间距和裂缝宽度均小于未加固的对比梁,CFRP-PCPs筋使裂缝的开展得到限制,并且由于预拉应力水平的提高,裂缝宽度及裂缝平均间距均有不同程度的减小。根据试验数据,依据我国《混凝土结构设计规范》,通过理论分析,提出了适用于计算CFRP-PCPs复合筋内嵌加固钢筋混凝土梁裂缝宽度的理论分析方法。实测结果与该分析方法计算结果吻合良好,在工程实际中可得到应用。     

体外预应力加固两层砖砌体墙体拟静力试验研究北大核心

针对既有多层砌体房屋抗震能力不满足鉴定要求的问题,提出了沿房屋全高设置体外预应力筋的全高预应力抗震加固法和在楼层间设置体外预应力筋的层间预应力抗震加固法。为验证加固效果,进行了6片两层砖砌体墙体的拟静力试验研究,对比分析了未加固墙体、全高预应力加固墙体、层间预应力加固墙体以及钢筋网砂浆面层加固墙体的破坏形态和抗震性能。结果表明,预应力加固和钢筋网砂浆面层法加固均可以明显改善墙体的破坏形态,提高开裂荷载、受剪承载力和变形能力;预应力加固墙体的开裂荷载、变形能力与钢筋网砂浆面层法加固墙体基本相当,但是受剪承载力要高于钢筋网砂浆面层法加固墙体。预应力筋还可以降低砖墙的刚度退化速率,有效提高结构的开裂后刚度。预应力加固墙体的耗能能力明显高于钢筋网砂浆面层加固墙体。该加固方法基本不改变墙体的弹性抗侧刚度,加固后墙体的质量也基本没有增加,是一种低影响的抗震加固方法。     

土工格栅加筋土三轴试验研究

通过三轴试验方法研究土工格栅加筋土的强度及变形破坏特性,探论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:(1)加筋后土体的强度和抵抗变形的能力明显增强.(2)在加筋层数一定的情况下,随着围压的增加加筋土强度明显增强,加筋效果显著增加.(3)在围压一定的情况下,随着加筋层数的增加加筋土强度增强,加筋效果显著增加.(4)对于强度加筋效果系数和规格化强度分析发现,在中围压下,加筋土加筋效果最合理最有效.(5)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进行处理可得到一个统一的数学表达,即归一化公式,具有很好的归一化特性.本研究结果对于深入研究土工格栅加筋土加固机理和加筋土工程具有指导意义.     

钢筋网片改性砂浆加固石砌体墙抗震性能试验研究

为提高条石干砌石墙的抗震性能,采用钢筋网片改性砂浆对其进行加固。对4片不同加固参数的条石墙体进行低周水平往复加载试验,重点研究改性水泥砂浆强度、钢筋强度及加固方式(单面加固和双面加固)对加固石砌墙体的破坏形态、承载能力、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力等抗震性能的影响。试验结果表明:采用钢筋网片砂浆面层对墙体进行加固,能够有效提高条石墙体的受剪承载力和滞回耗能能力;采用双面加固或提高改性砂浆强度可进一步提高墙体受剪承载力;墙体采用双面加固的承载力提高幅度是单面加固墙体的3倍以上。基于研究结果提出了采用钢筋网片改性砂浆加固条石干砌石墙受剪承载力的计算公式,可供后续研究和工程实践参考。