填方地基组合加筋模型试验及稳定性探析

为研究不同加筋处治技术在填方地基边坡中的稳定性效应,开展土工格栅加筋以及土工格栅、土工格室组合加筋地基模型试验,对比测试两种技术加固条件下,边坡和地基的应力及变形,并通过理论,分析边坡整体稳定性和坡角局部稳定性。结果表明：组合加筋技术较土工格栅加筋对软基边坡的固结效果提升更佳;加筋效果随着坡体位移的增大而逐渐显现;土工格栅加筋使边坡整体稳定性提升32.4%,组合加筋则可以提高37.8%;土工格室碎石垫层可显著提高坡角局部稳定性。     

浅谈公路路堤施工中土工格栅加筋挡土墙技术的应用

在公路路堤的施工中,广泛的应用土工格栅加筋挡土墙技术可以有效地对公路路堤进行加固,防止土体产生侧向的位移,从而增强了公路路堤的稳定性以及耐久性。文章通过分析了土工格栅加筋挡土墙的作用,深入地探析了公路路堤施工中土工格栅加筋挡土墙技术的应用。     

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.     

加筋高路堤陡边坡离心模型的研究

通过离心模型研究了不同布筋方案的加筋高路堤陡边坡的变形性态,滑动面形状,加筋对边坡沉降的影响,得出了中间加密布筋是加筋高路堤陡边坡经济合理的布筋方案的结论,其成果对于研究加筋边坡稳定性验算及设计理论具有参考价值.     

土工格栅加筋路堤的机理分析

论述了土工格栅的性能,分析了土工格栅加筋路堤中筋材与土的相互作用,并介绍了土工格栅加筋机理的理论依据和试验分析,指出土工格栅是一种良好的路用加筋材料,其加筋路堤的作用主要通过土工格栅筋材的拉力激发来实现。     

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。     

土工格栅加固斜坡路堤的数值模拟

土工格栅具有强度高、延伸率低等特点,在路基适当位置铺设土工格栅可有效改善路堤应力环境,减小沉降和侧向变形。通过数值模拟方法研究了铺设土工格栅前后路堤水平位移、垂直位移的变化。计算结果表明,土工格栅对路堤的水平位移和垂直位移起到了较好的抑制作用,对水平位移的抑制作用更为明显;加筋层数对路堤变形的影响较小,多层加筋的效果和一层加筋相比并不明显。研究成果对路基工程设计具有一定的参考价值。     

基于FLAC3D的加筋路堤地震响应分析

文中采用有限元差分软件FLAC3D从加筋路堤的水平向峰值速度、水平峰值土压力两个角度,研究双向土工格栅和三向土工格栅在不同地震烈度作用下的动力性能。结果发现:地震烈度为7度时,双向格栅加筋土路堤的水平向峰值速度随着监测点高程的增加而增大,水平向峰值土压力随着监测点高程的增加而减小;同一高程处,三向土工格栅加筋路堤的水平向峰值速度和土压力比双向格栅加筋土路堤小很多。当地震烈度增大到8度时,三向格栅加筋路堤比双向格栅加筋路堤的上述现象更加明显,动力性能优于二向土工格栅。     

不同土工格栅的筋土界面摩擦特性研究

土工格栅与土的界面作用特征直接影响加筋高填方路堤的安全与稳定性。以河北省邢汾高速公路加筋高填方路堤工程为背景．通过室内直剪试验．分析不同类型的土工格栅在砂土中的界面摩擦特性作用。试验表明随着上覆荷栽的增加,土工格栅与砂土的摩擦特性加强。双向土工格栅与砂土之间的界面凝聚力要高于单向土工格栅．而其界面摩擦系数相差不大。通过对格栅界面特性的研究．给土工合成材料的生产建设性的意见并为实际工程选用格栅材料提供参考。     

土工格栅加筋路堤的机理分析及其应用

目前,土工格栅加筋路堤的方法在高填方路堤工程中正获得越来越多的应用。本文首先分析了土工格栅加筋路堤的机理,包括三个方面的因素:承担水平荷载,提高地基土承载力;增大地基土的约束力,提高竖向承载力;抑制土拱效应,减小路基沉降量。然后以某土工格栅加筋在公路路堤工程中的应用为例,论述了该技术的施工流程、技术参数、施工要点和质量控制等,表明了土工格栅具有较高的工程应用价值。     

基于监测数据的加筋高填路堤分层填筑变形特性分析

在高填路堤建设中,铺设土工格栅对沉降的影响一直是关注热点之一。结合云罗高速公路高填路堤建设,本文采用数值方法模拟了分层填筑路堤施工过程的沉降规律,并结合监测数据,探讨了高填路堤加筋土在沉降控制方面的基本规律。结果表明:高填路堤填土过程中,土工格栅使土体位移重新分布。水平位移和垂直位移均减小了,这在一定程度上防止了不均匀沉降,且土工格栅对水平位移的影响随着填土厚度的增加而加大。同时,在典型路堤加筋土分层填筑过程中,单向土工格栅降低水平位移幅度为8.74%,而降低沉降幅度为3.82%。在分层填筑过程中,筋材有效地控制了路堤的不均匀沉降,使路堤最大沉降值降低,且监测点的水平位移最大降幅分别为8.62%、8.38%和4.16%。     

青藏高原多年冻土区铁路加筋路堤的变形特征研究

在青藏铁路某冻土路段设计了加筋试验和无加筋试验两种方案,对该路段冻土路堤和地基的温度、沉降变形、水平位移等进行较全面的监测,分析了加筋和无加筋冻土路堤的地温变化和变形特征。结果表明,由于加筋后土体的受力更均匀,采用土工格栅的加筋路堤土体的变形比未加筋路堤土体的变形更均匀,加筋后的路堤本体变形协调能力增强,大大提高了路堤土体抗纵向裂缝的能力。     

陡坡高路堤的设计方法探讨

通过分析陡坡高路堤设计方法对山区公路建设的重要实际意义和应用价值,讨论了陡坡高路堤的失稳破坏机理,针对其破坏形式提出了陡坡高路堤设计方法,并指出传统的结构支挡设计方法已经难以满足社会的发展需要,加筋土设计方法和加筋土与支挡结构组合设计方法具有良好的发展前景。     

Performance of a 33m high geogrid reinforced soil embankment without concrete panel

Geosynthetic reinforced soil embankment are extensively applied in the construction of high-speed railway and highway in mountainous regions but limited field monitoring is conducted on high and steep cases. Aiming to acquire better understanding, a 33-m-high single-tiered wrapped-facing geogrid reinforced soil embankment with the slope of 1 V:0.5H in China was monitored for 2 years during and after construction. Vertical earth pressure, strain of geogrids, horizontal displacement and settlement per layer were recorded and analysed. The results show that the geogrid tensile strains gradually increased during construction. And they were still developing after completion due to creep and subsequent vehicle surcharge load. The predictions of reinforcement loads by the FHWA methods were much higher than the estimated ones from measured strains. The vertical earth pressures linearly grew during construction and then stabilized fast. The horizontal displacement increases with height and the largest value achieved around the top of the slope two years after the construction is 0.14% the total height approximately. The settlement per layer is larger in the lower and middle portion of the embankment and no obvious change is observed over time. This study hopes to serve as a case reference for design and construction of similar reinforcement projects in the future.     

Mehrlagig mit Geogittern bewehrte Erdkörper über pfahlartigen Gründungselementen – Numerische Simulation des Verformungsverhaltens unter statischer und zyklischer Einwirkung

Numerical simulation of the deformation behaviour of multi‐layered geogrid‐reinforced embankments on pile foundations under static and cyclic loading. Embankments for traffic constructions above soft soil are often founded on piles and geogrids are inserted at the bottom of the embankment. In the framework of present design procedures the cyclic (dynamic) traffic loads are considered in a very simplified manner. They are replaced by a static load with a magnification factor. The established model perception for static loading is a redistribution of stress due to arches in the embankment and tensile stress in the geogrids. However it has to be expected that the load bearing and deformation behaviour of such soil structures will change during the life time of the structure (millions of cycles). The cycles cause an accumulation of deformations and changes of stresses in the soil. This may cause a large destruction of the arches and may lead to unexpected settlements. Numerical strategies and constitutive models for the investigation of the behaviour of soils under high‐cyclic loading using finite element method were recently developed. This paper presents the results of such calculations of multi‐layered geogrid‐reinforced embankments on soft soil for the 2D case. The results show that, depending on the position of the geogrids in the embankment, their contribution is unequally to the bearing behaviour and that the stress arches will actually be destroyed under cyclic loading.     

土工格栅界面摩擦特性试验研究

土工格栅与土的界面作用特性直接影响着加筋土挡墙的安全与稳定性。因此,土工格栅与填料的界面技术指标在加筋土挡墙的设计中至关重要。本文在从试验方法、加载方式、试验箱侧壁边界效应和尺寸效应、填料厚度、压实度以及筋材夹持状况等几方面分析土工格栅界面摩擦特性影响因素基础上,进行了土工格栅在砂砾料和粘性土中的拉拔试验和直剪试验。试验结果表明:土工格栅与砂砾料接触面抗剪强度较高,而与粘土接触面抗剪强度很低;对于加筋土挡墙拉拔力较大的层位,应选用刚度大的土工格栅和砂砾料为填料。直剪摩擦试验不适合确定土工格栅接触面的抗剪强度。该试验结果对土工格栅加筋土挡土墙的设计具有重要的参考价值。     

加筋形式对桩承式路堤工作性状影响的试验研究

对无加筋和采用不同加筋材料、加筋层数下桩承式路堤的工作性状进行了三维模型试验研究,侧重分析了桩土应力比、应力折减系数、填土中竖向应力分布、地基沉降等内容。结果表明加筋材料的设置有利于荷载向桩顶的转移,可有效减小沉降,但不同加筋形式下桩承式路堤的工作性状有所不同。使用单层或双层土工布时,路堤的荷载传递机理主要是填土的土拱效应和加筋材料的拉膜效应,但拉膜效应发挥相对较晚。使用双层格栅时,加筋材料与周围砂土形成半刚性平台。单层格栅的作用介于两者之间。试验结果与常规拉膜效应设计方法的对比表明,若假设荷载只由相邻桩间的加筋材料条带承担,计算的拉力将偏大,过于保守。     

粘弹塑性土工格栅加筋尾矿流变模型研究

分析土工格栅工程力学特性对加筋尾矿结构变形和长期稳定的影响，基于四参数粘弹塑性模型表征土工格栅长期低应力作用下的力学特性，提出了土工格栅加筋尾矿的流变模型，把加筋复合体受力分析分为两个阶段，分别对应尾矿处于弹性状态和塑性状态，将尾矿产生塑性变形的时间（塑性到达时间）作为两个阶段分界点，并给出了两个阶段的加筋复合体本构关系表达式。研究表明：四参数粘弹塑性模型能够准确反映土工格栅的衰减型蠕变和应力松弛特征；第1阶段，筋材中的应力随时间减小，导致尾矿中的微观应力重新分布，直到尾矿达到屈服条件进入第2阶段，筋材的应力开始保持不变，加筋复合体整体应变由于筋材的蠕变而增加；加筋复合体受力快速由第1阶段过渡到第2阶段，第1阶段变形很小，复合体整体应变主要由第2阶段导致；塑性到达时间受到土工格栅模型参数中Kelvin系数和尾矿强度参数内摩擦角的影响显著。     

动荷载作用下土工格栅应变软化特性

土工格栅的强度衰减特性对加筋路堤和加筋挡墙的稳定性有重要影响。对塑料土工格栅进行了应力控制式单向循环拉伸试验,研究了循环拉力、预拉力、加载频率等对格栅应变软化及变形的影响。试验结果表明,随着循环拉力、预拉力的增加,格栅的累积应变增大,软化指数增大,强度减弱;荷载振动频率的减小也会产生类似的结果。通过对试验数据的分析,总结了格栅应变软化的规律,并将其引入改进的Iwan模型中,建立了能描述循环拉伸荷载作用下土工格栅的拉力应变关系的模型,通过将模型计算结果与试验结果的对比,验证了模型的正确性。     

基于最小势能原理的加筋垫层与路堤桩土相互作用研究

桩承式加筋路堤由于涉及桩–桩间土–垫层–加筋体的相互作用问题而使其承载机理复杂,适用于分层土的简化计算方法尚需要深入研究。在广义桩–广义土物理模型的基础上引入加筋垫层,考虑桩土荷载传递及加筋体拉伸产生的弹性势能,推导了整个系统的总势能方程,并将其离散化,建立了一个无约束非线性数学规划模型。该数学模型以总势能方程作为目标函数,采用下降迭代算法求解总势能方程的最小值,可求得桩、土、垫层垂直方向上的变形。通过一个未加筋的算例对数学规划模型进行了验证,并结合某堆煤筒仓实际工程对该方法计算的加筋处理效果进行了讨论。