加筋土挡墙拐角处顶层格栅拉应力影响因素分析

以工程实例为背景,利用数值分析软件FLAC^3D,在墙面内夹角为90°的单级直立式加筋土挡墙基础上,通过改变筋材间距、加筋长度、辅筋方式,建立加筋土挡墙三维数值分析模型。将3种影响因素下的不规则加筋土挡墙顶层土工格栅外缘、拐角平分线拉应力特征进行对比。结果表明：拐角部位土工格栅的最大拉应力分布呈现“X”形,与直线部位土工格栅拉应力平行墙面的分布规律有明显区别,且变形量较直线部位更大;土工格栅拉应力随着距拐角距离（0～15 m）的增大出现先增后减趋势,且在6 m处最大,15 m后变化较小,即实际工程中可在距拐角6 m左右提高挡土墙设计的稳定性;筋材间距、辅筋方式对土工格栅的变形都有明显的影响,加筋长度影响较小;当筋材间距等于0.3 m时,随着距墙面距离的增大,拐角部位与直线部位的土工格栅拉应力的差异减小,即拐角部位的变形程度减弱,挡墙的稳定性提高;小于筋材间距0.3 m时加筋效果不明显,故筋材间距0.3 m为最佳。筋材长度8～10 m时对减小拐角处土工格栅变形效果较好;整体增设辅筋时,墙高中下部拐角部位不再是土工格栅拉力最大处,拐角两侧沿墙面延伸大于拐角部位;相较于整...     

加筋尾矿坝的极限平衡分析

运用极限平衡分析原理，对土工织物加筋尾矿砂组成的坝体稳定性和加筋效果进行了计算。结果表明，土工织物加筋尾矿砂的抗滑稳定系数比不加筋时显著增强。在加筋间距＞0.4m时，筋材提供的抗滑力明显减小。     

筋土界面作用特性的试验研究

筋-土界面的作用特性直接决定加筋土工程的稳定性,所以筋材与填料的界面技术指标是土工加筋关键的设计指标.该文利用TZY-1型土工合成材料综合测定仪,以塑料土工格栅为加筋材料,以红粘土为填料进行直剪摩擦和拉拔摩擦试验,对不同压实度、不同加筋材料、不同速率下加筋土的摩擦特性、抗拔位移的变化规律进行了研究,为今后的加筋土工程应用提供参考,为相关工程的稳定性和变形分析提供依据.     

加筋土筋材长期荷载蠕变试验研究

对目前常应用于加筋土工程中的4种典型筋材－土工带、土工格栅、土工网、土工布,分别以20％、30％、40％和60％断裂荷载作为4个拉伸荷载水平,共16组,历时10000h的长期加载蠕变试验,得出了这些筋材的蠕变特性并将试验结果进行了计算机拟合,得出4种筋材在不同拉伸荷载水平作用下的蠕变方程,对加筋土工程设计,施工具有指导作用。     

土工格栅加筋粘土邓肯-张模型试验参数研究

针对广泛应用于土工数值模拟分析中的邓肯-张模型,利用常规三轴压缩试验,对土工格栅加筋粘土的邓肯-张模型参数随含水率和加筋层数的变化规律进行研究。三轴压缩试验中含水率分别为17.5%,20%,22.5%,25%,加筋层为0,1,2层。研究结果表明,模型各参数随含水率和加筋层的变化都表现出一定的规律特征,尤其是含水率对参数c、φ、K、n、D的影响较为明显,可以认为含水率变化是引起土工格栅加筋粘土邓肯-张模型参数动态变化的重要原因;粘土加入土工格栅显著提高了粘土的φ、K、Rf值,在一定程度上说明了土工格栅加筋粘土的加筋效果。     

细粒尾矿堆积坝物理模型试验研究

以龙都尾矿库的设计尾矿坝为依据,按照一定的比尺堆积坝体模型,进行细粒尾矿堆积坝稳定性模型试验。通过试验验证了坝体加筋加固的作用效果,获得了加筋坝体与未加筋坝体的破坏模式,揭示出土工织物、土工格栅、土工网等3种加筋材料的加筋效果,为细粒尾矿堆积坝的稳定性研究及加固作一些新的探索。     

土工格栅加筋尾矿坝的界面力学特性研究

保证尾矿堆放场所的安全,对保护周边生态环境、确保周边人民人身与财产安全具有重要意义。为了给尾矿坝加筋处理选择更为合适的土工材料,选用Paragrid 单向聚酯纤维纤塑土工格栅、HDPE-TGDG100高密度聚乙烯土工格栅作为试验土工材料,研究了两者与尾矿坝的界面力学特性,并设计了1个分别使用此2种土工材料的尾矿坝加筋界面力学对比试验,试验中法向应力设置有10、20、30、40 kPa四级。结果显示,在直剪与拉拔试验中,Paragrid格栅与尾矿填料的界面似摩擦角比HDPE-TGDG100格栅的高40.25%与4.57%,Paragrid格栅与尾矿填料的界面似黏聚力分别比HDPE-TGDG100格栅的高54.41%、4.69%。数据表明,Paragrid格栅的力学性能更为优良,采用Paragrid格栅对尾矿坝加筋,工程应用效果更好。该研究的成果对于尾矿坝加筋工程的技术改良具有一定指导作用。     

土工格栅加筋粘土的三轴试验研究

通过对具有不同含水率、不同土工格栅加筋层的粘土进行了三轴压缩试验,测定了土工格栅加筋土体的抗剪强度指标。分析了土工格栅加筋粘土体的内摩擦角和粘聚力随含水率、加筋层的变化规律,得出了有土工格栅加筋粘土的重要结论。     

土工格栅与土界面的拉拔试验分析

通过经编土工格栅、单向土工格栅与粗砂、圆砾、残积土在不同法向压力下的拉拔试验,研究土工格栅与土界面特性。结果表明,单向格栅界面的拉拔系数和摩擦系数均小于经编土工格栅界面,界面摩擦系数随着土体颗粒粒径的增大而增大。同时结合有限元分析的方法,将数值结果与试验结果进行比较,进一步研究了法向压力、加筋长度、土体模量、格栅轴向刚度、界面折减因子等参数对界面特性的影响。最后研究了不同拉力作用下的界面剪应力和轴力分布规律。     

土工格栅加筋土挡墙临界高度影响因素的敏感性分析

以正交试验为手段,对影响土工格栅加筋土挡墙的5个因素(单位截面上筋材拉伸强度、填土内摩擦角、填土粘聚力、超载作用、填土容重)进行了敏感性分析,分析表明,其敏感性大小从大到小依次为:单位截面筋材拉伸强度、填土内摩擦角、填土粘聚力、超载、填土容重.     

弹塑性有限元法确定土工格栅加筋路堤的沉降及承载力

地基土由于在其上部填筑路堤会发生沉降、变形 ,在路堤底部铺设土工格栅后 ,路堤及地基中的应力和变形均会发生变化。该文利用欧洲通用的岩土工程有限元软件PLAXIS分析比较了路堤在加筋和不加筋两种情况下的沉降大小、不均匀沉降的分布以及土体中的应力水平 ,指出了加筋能够减小路堤的沉降量和不均匀沉降 ,提高整体稳定性 ,减少路堤的变形发展。此外 ,该文还利用软件PLAXIS计算了地基土在表面加筋后的承载力大小 ,得出了加筋能够提高地基承载力的结论。     

砂层渗透注浆加固效果模型试验研究

渗透注浆是煤矿井筒穿越砂层段防渗加固的重要手段之一,为研究砂层渗透注浆加固效果,研发了一套砂层渗透注浆模型试验装置,该装置具备多个试样同时注浆、不拆模测试注浆试样渗透系数等功能;以抗压强度、变形模量、渗透系数作为评价砂层渗透注浆加固效果的性能指标,选取砂层粒径级配、黏性土含量、浆液水灰比、注浆压力4个因素作为渗透注浆效果的影响因素,开展了砂层渗透注浆加固效果正交试验,获得了影响砂层渗透注浆效果的主控因素以及不同条件下砂层注浆加固体的变形破坏特征。研究结果表明:砂层经渗透注浆加固后,3 d抗压强度可达到0.5~8.5 MPa,3 d变形模量可达到35~750 MPa,1 d渗透系数可达到10-6~10-7 cm/s数量级;浆液水灰比是控制砂层注浆加固效果的主控因素,随着浆液水灰比的增加,砂层注浆加固体抗压强度、变形模量及抗渗性能均显著降低;砂层注浆加固体破坏模式受浆液水灰比影响显著,低水灰比(W/C=0.8左右)对应整体破坏模式,高水灰比时(W/C=1.6左右)水泥浆液析水效应对加固体破坏过程产生影响,使其呈现出局部破坏模式,在砂层渗透注浆加固工程中应尽可能选用低水灰比的水泥浆液。     

开采沉陷影响下高速公路变形破坏的试验研究

通过相似模型试验模拟,研究了煤矿开采沉陷影响下高速公路路基与路面的变形破坏规律,试验表明：路基随地表发生连续、渐变、有规律的变形,其内部发育的裂缝随工作面的推进逐渐闭合压实;路面破坏前与路基之间存在空区,路面内部有竖向裂缝发育。得出了路面与路基且与地表沉陷变形不一致的结论。并提出路面基层出现断裂是高速公路受开采沉陷影响发生破坏的标志,利用线弹性断裂力学理论推导出高速公路发生断裂破坏判据的力学计算式,解释了开采沉陷影响下高速公路变形破坏的机理。     

基于极限承载法的矿山铺面设计

对井下无轨车辅助运输的铺面设计问题进行了研究,提出了基于极限承载理论的设计方法,给出了等效接触面积、等效接触压力、等效静轴载及铺面承载能力的简化计算公式,并引入了安全系数控制铺面破坏时的变形,求出了合理的铺面厚度．该设计方法避开了弹性模量和泊松比这2个难以量化的参数,采用容易获取的材料内摩擦角和黏聚力参数,使其更便于应用．     

坝基玄武岩柱状节理松弛弱化对白鹤滩拱坝的影响分析

白鹤滩水电站坝址区玄武岩柱状节理较为发育,建基面开挖会引起其发生松弛及模量弱化,进而对坝体的位移、应力状态产生影响。采用三维非线性有限元数值方法,通过玄武岩柱状节理不同松弛厚度与变形模量变化组合多方案计算分析,分析了柱状节理松弛层玄武岩性态变化对坝体位移应力的影响特征。结果表明,柱状节理卸荷松弛将引起坝体顺河向位移极值增大、指向右岸横河向位移极值增大、指向左岸横河向位移极值减小;坝体最大主拉应力及最大主压应力均增大,坝体最大梁向拉、压应力均增大,坝体最大拱向拉应力增大,坝体最大拱向压应力减小;随柱状节理松弛层变形模量的劣化,拱端横河向位移增加,拱端上游顺河向位移增加,拱端下游顺河向位移减小,拱端主拉应力增加、主压应力减小。随柱状节理松弛层厚度的增加,坝体位移、应力的变化很小,为不敏感因素。     

二灰砂在软弱路基分层回填工程中的试验研究

软弱路基在现代交通工程施工建设当中越来越常见,分层回填强夯法是处理此类地基的有效方法之一。结合某工程现场实际情况,采用室内外试验及数值模拟相结合的分析方法,探究了分层回填过程中,二灰砂配合比以及回填速率对路基工程力学特性、孔隙水压力以及沉降变形等的影响。研究结果表明:采用白灰、粉煤灰、碎石配合比为1∶2∶7,回填速率为0.2 m/d时,各项工程力学特性表现最好,回填变形最大,工后沉降最小且均匀,表明其回填加固效果最佳。在工期紧张时,可考虑将回填速率提升至0.5 m/d,既可保证相应的工程要求也可缩短工期,达到经济合理的效果。     

地下空洞塌陷影响因子的灵敏度分析

地下空洞塌陷是引起路面变形破坏的主要原因。为了研究地下空洞塌陷影响因子的灵敏度,通过有限元软件ABAQUS建立数值模型,基于数值模拟的结果,采用灰色关联法计算各影响因子对地下空洞塌陷引起路面沉降位移的影响灵敏度,影响因子取土体内聚力、土体内摩擦角、土体弹性模量、地表荷载、地下空洞覆跨比、地下空洞跨径和地下空洞高度。得出各因子对地下空洞塌陷引起路面沉降位移的影响灵敏度依次为:地下空洞覆跨比>土体内摩擦角>地表荷载>土体内聚力>土体弹性模量>地下空洞高度>地下空洞跨径。     

云阳县滨江大道路基挡土墙变形分析与加固

云阳县滨江大道路基挡土墙在运营工况下,由于路基运营环境的变化导致了填土的物理力学性质的改变,挡土墙发生了位移和变形。在分析了变形原因的基础上,提出了抗滑桩预应力锚索联合加固方案,并取得了良好的治理效果。介绍了该工程加固方案设计及抗滑桩预应力锚索施工工艺。     

覆岩导水裂缝与岩层拉伸变形量的关系研究

为了研究覆岩导水裂缝带内裂隙岩层导水性与覆岩岩层层向拉伸变形的关系,定义了岩层中间层的概念;在假定可以用两段圆弧拟合岩层下沉盆地内外边缘曲线的条件下,导出了岩层层向拉伸率ε的计算公式;统计了近年来的井下导高观测成果。研究得出:当岩层中间层层向拉伸率超过岩石拉伸变形极限时,岩层会产生法向拉伸裂隙;当岩层层向拉伸率大于其临界拉伸率时,该岩层就会成为导水裂缝岩层。岩层层向拉伸率ε主要受岩层层位高度h,煤层采厚m,岩层下沉系数q,边界角δ0和充分采动角ψ等因素的影响。回归分析得出:覆岩岩层越坚硬,则裂采比就越大,导水裂缝带顶部岩层层向临界拉伸率ε0值就越小。     

厚表土薄基岩特殊工程条件下的钻井井壁受拉破断机理

为揭示厚表土薄基岩特殊工程条件下的钻井井壁受拉破断机理,以安徽淮南矿区某在建煤矿副井为背景,分析厚表土薄基岩钻井井筒受拉破断过程与特征,建立马头门上覆岩层弯曲变形竖向剪切拉应力力学模型,给出井筒围岩分层竖向位移函数,采用最小势能原理及弹性力学理论推导出井筒竖向拉应力解析解。分析表明,井筒马头门上覆岩层受施工多次扰动影响发生弯曲变形是产生作用于井筒之上的竖向剪切拉应力的致因;该剪切拉应力产生的作用于井筒之上的拉力由下而上积累到某一阈值,该阈值与井筒自重应力的合力超过钻井井筒极限抗拉强度时,在钻井井筒接头处发生第1次拉断破坏,其后,随着岩层弯曲变形发展,拉断处以上井筒继续受竖向剪切拉应力作用而发生第2次拉断破坏,并导致底部含水层水砂溃入井筒发生淹井事故。马头门围岩的稳定性对改变上部钻井井筒受力状态有重要影响,其上覆基岩越薄影响越大,越易发生钻井井壁拉断破坏,基岩与风化基岩弹性模量比和风化基岩与底含弹性模量比对井筒发生拉断破坏时的位置,以及对应马头门顶部最大竖向位移影响均较小。通过采用钻井井筒竖向受拉等强设计、钻井井筒底部设置壁座、马头门至钻井井筒底部基岩段设置1~2道水平隔离缝、地面L型注浆加固马头门软弱围岩等技术途径,完善现行相关设计规范,确保钻井井筒运行安全。