列车荷载对路堤式加筋土挡墙结构力学特性影响的数值模拟

利用有限元计算软件PLAXIS, 建立路堤式加筋土挡墙在列车荷载作用下的计算模型, 并且通过与垂直土压力和水平土压力的实测值和理论计算值相对比, 肯定了模型的合理性。进一步改变加筋间距与填土高度, 探讨了加筋土挡墙在列车荷载作用下水平土压力、面板水平位移和筋材最大拉力的变化规律。结果表明:同一高度的垂直土压力值沿筋长方向呈增加趋势;水平土压力值随填土高度增加而增加, 沿墙高方向值变小。增加拉筋间距, 会使水平土压力值、面板水平位移和筋材最大拉力均增大。降低填土高度对墙背水平土压力、面板水平位移和筋材最大拉力的影响较小, 在施加列车荷载后2种曲线均近乎重合。在列车荷载作用下, 可通过增大加筋间距和降低台阶填土高度来优化加筋土挡墙的整体性能。     

刚性基础上双级土工格栅加筋土挡墙性状研究

以刚性基础上双级土工格栅加筋土挡墙为工程依托进行了现场原型试验研究,分析了施工期及竣工后1.5年期间各级挡墙加筋体底部竖向土压力、墙面板背部侧向土压力和土工格栅拉筋应变分布规律。试验结果表明：刚性基础上加筋体底部垂直土压力沿筋长方向由均匀等值分布变化到呈曲线型分布,最大值靠近墙面位置。柔性基础上加筋体底部垂直土压力沿筋长呈非线性分布,最大值靠近拉筋尾部。竣工后加筋体底部垂直土压力分布形式基本不变。施工期间加筋土挡墙墙背侧向土压力沿墙高呈曲线分布,且随上覆填土厚度的增加而增大,数值增长速率逐渐减小。墙背侧向土压力远小于主动土压力,竣工后其值随时间延续逐步减小。施工期各测试层位拉筋应变基本上随上覆填土厚度的增加而增大,应变沿筋长方向呈双峰值的非线性分布,各测试层位土工格栅拉筋实测应变最大值均小于0.4%,竣工后拉筋应变基本无明显变化。试验结果可以为类似结构工程提供参考。     

第八届中国土工合成材料会议论文：刚性基础上双级土工格栅加筋土挡墙性状研究

以刚性基础上双级土工格栅加筋土挡墙为工程依托进行了现场原型试验研究，分析了施工期及竣工后1.5a期间各级挡墙加筋体底部竖向土压力、墙面板背部侧向土压力和土工格栅拉筋应变分布规律。试验结果表明：刚性基础上加筋体底部垂直土压力沿筋长方向由均匀等值分布变化到呈曲线型分布，最大值靠近墙面位置。柔性基础上加筋体底部垂直土压力沿筋长呈非线性分布，最大值靠近拉筋尾部。竣工后加筋体底部垂直土压力分布形式基本不变。施工期间加筋土挡墙墙背侧向土压力沿墙高呈曲线分布，且随上覆填土厚度的增加而增大，数值增长速率逐渐减小。墙背侧向土压力大小远小于主动土压力，竣工后其值随时间延续逐步减小。施工期各测试层位拉筋应变基本上随上覆填土厚度的增加而增大，应变沿筋长方向呈双峰值的非线性分布，各测试层位土工格栅拉筋实测应变最大值均小于0.4%，竣工后拉筋应变基本无明显变化。试验结果可以为类似结构工程提供参考。     

砂卵石填料加筋土挡墙筋土荷载传递规律研究

为了研究砂卵石填料加筋土挡墙筋土间荷载传递规律,将加筋土视作以土体为基体,筋带为增强的复合材料,在轴向受力情况下,将拉筋周围土体分为界面层和加筋有效影响层。基于加筋有效影响层内由筋带产生的附加剪应力沿法向呈线性衰减的假设,修正了传统剪力滞后模型,建立起加筋带平衡微分方程,解得加筋土挡墙筋带轴向应力分布规律解析解。通过与拉拔试验数据对比,发现理论推导与试验结果比较吻合。研究结果表明:砂卵石填料加筋土挡墙拉筋应力沿长度l方向呈先增大后减小的类抛物线形状,且峰值出现在相似文献   

加筋土挡墙在道路工程中的应用

1概述 加筋土挡墙是由墙面板、拉筋和填筑料组成的加筋土体以承受土侧压力的挡墙.在加筋土结构中,由填土自重力产生的土压力作用于墙面板,通过墙面板上的拉筋连接件将此土压力传给拉筋,企图将拉筋从土中拉出,即依靠填料与拉筋之间的摩擦力,平衡墙面板所受的水平土压力,并以这一结构抵抗拉筋以外区域填料土压力的挡墙结构形式.加筋土挡墙的主要优点是施工简便、造价低廉、少占土地、造形美观.     

土工合成材料加筋土地基承载性能数值分析

对土工合成材料加筋地基进行了数值模拟, 旨在研究加筋材料布置方式对加筋地基承载性能的影响及其变化规律。在已有加筋土地基模型试验结果的基础上, 建立了加筋土地基数值模型, 针对不同的加筋材料布置方式, 进行有限元计算并对结果进行了系统分析。分析结果表明:①随首层筋材埋深的增大, 承载力提高系数先增大后减小, 存在峰值;②加筋土地基承载力提高系数随加筋层数的增加而增大, 但不宜超过3层;③承载力提高系数随加筋层间距的减小而增大, 但存在一个合理的布筋间距;④随加筋长度增加, 地基承载力提高而基础沉降减小, 但加筋长度增加不宜超过3倍基础宽度。所得出的结论是, 基础下存在一个合理的布筋范围, 超过此范围, 加筋对提高地基承载力作用不大。分析成果可为土工合成材料加筋土地基的工程应用提供借鉴。     

圬工与加筋土组合式挡墙数值模拟

基于圬工与加筋土组合式挡墙的土工离心模型试验结果,建立了ABAQUS数值模型,从而进一步研究了加筋间距和筋材模量对这种结构变形特性及内部土压力分布规律的影响。结果表明:在本文所考虑的参数情况下,从控制挡墙变形的角度来看,密间距加筋效果好于疏间距加筋,高模量筋材效果好于低模量筋材;由于下部圬工挡墙填土区域土拱效应的存在,使得上部加筋土挡墙的土压力分布有别于常规加筋土挡墙。在上部加筋土挡墙具有足够高度的情况下,可将圬工挡墙视为加筋土挡墙的稳固地基;组合式挡墙的变形主要发生在施工期,因此应加强施工质量控制。     

加筋土挡墙离心模型试验研究

针对建造在软土和刚性地基上的加筋土挡墙,分别采用分块面板和整体面板对它们的工作机理进行了离心模型试验研究.研究表明:①正常工作状态时加筋土挡墙面板的侧向位移相对较小,安全性高;②建造在软弱地基上的加筋土挡墙变形要大于建造在坚硬土层上的加筋土挡墙,采用分块面板加筋土挡墙变形要大于整体面板加筋土挡墙;③沿筋带水平或垂直方向上,筋带应变均呈现"中间大,两端小"的分布特点.     

不同筋材刚度下加筋土挡墙离心模型试验

加筋土挡墙由于优良的力学性能、低廉的造价、更好的地形适应性,已经越来越广泛地被应用于各种工程。但其在正常工作状态下的真正工作机理尚不完全清楚,目前的规范设计指南并不能反映加筋土挡墙内部应力真实分布情况。为了研究不同筋材刚度对加筋土挡墙性能的影响,通过土工离心试验监测了土工格栅应变、面板水平位移和土压力。试验结果表明:采用小刚度筋材时,筋材的变形更加显著,但对竖向土压力的分布基本没有影响;靠近面板区域的土压力都远小于理论值,格栅最大应变出现在墙的中下部;对于面板连接处的筋材应变不能简单地用传统土压力理论解释,还需考虑填土不均匀沉降引起的面板对加筋土拉拽作用等其他影响因素。试验结果可为正常工况下加筋土挡墙工作性能与筋-土相互作用机理的研究提供参考。     

刚性面加筋土挡墙工作性状与设计方法探讨

“重力式”加筋土挡墙和“全高刚性面”加筋土挡墙是墙面为具有抗弯刚性的新型挡土结构, 可统称为“刚性墙面加筋土挡墙”。与普通面板式加筋土挡墙的主要不同在于其墙面厚、刚度大, 对墙后填土侧向变形的约束较大, 并要求刚性墙面承担墙后土压力的作用。但目前我国对其工作性状、设计方法缺少系统、深入的研究, 相关规范也没有涉及, 明显落后于实践。针对墙顶有堆载的路堤式挡墙, 采用数值分析方法, 考虑“先筑刚性墙、后填加筋土”和“先填加筋土、后筑刚性墙”2种不同施工顺序, 从筋材与填土的应力、应变和挡墙变形等方面, 分析了刚性墙面加筋土挡墙的工作性状。结果表明:刚性墙面的水平变形沿墙高为直线分布, 墙顶处最大;“先填加筋土、后筑刚性墙面”的施工顺序能更好地发挥筋材的作用, 减小墙后土压力, 控制墙体的变形。综合数值分析结果和现有文献资料, 提出了刚性墙面加筋土挡墙筋材拉力的确定方法, 并建议借鉴日本《RRR-B工法设计·施工规范》的“双楔法”计算墙后土压力。     

地震条件下折线型墙背挡土墙被动土压力研究

墙背为折线型的挡土墙在地震条件下被动土压力的计算较少有文献报道。在Mononobe-Okabe理论的平面滑裂面假设下,基于拟静力法推导了墙背为折线型挡土墙地震条件下被动土压力的计算公式,同时得到了被动土压力沿墙高的分布。在此公式基础上通过不同算例探讨了填土内摩擦角、折线挡土墙上部墙体和下部墙体倾角、墙体与填土之间摩擦角、水平和竖直方向加速度系数、地震加速度放大系数等因素对折线型挡土墙地震条件下被动土压力系数及其强度分布的影响。最后分析了填土内摩擦角和水平地震加速度系数对折线墙体上部和下部两处滑裂面破裂角的影响。     

挡板式护岸结构的稳定性分析

挡板式护岸结构是河道护岸工程中一种新型的重要结构形式。其上部一般为浆砌块石重力式挡土墙,下部为混凝土底板,底板靠河一侧设垂直挡板,可防止流水冲刷并增加挡土墙的稳定性。本文用有限元法确定作用在挡板式护岸结构上的土压力,用刚体极限平衡法进行整体结构的稳定性分析。     

刚性挡墙非极限被动土压力计算方法

现有非极限被动土压力理论大多是基于墙背铅直的情况而得到的,公式的适用范围有限,并且在推导过程中也忽略了土层间剪应力的作用。针对平动模式下墙背倾斜的刚性挡土墙,在已有理论基础上,进一步考虑土层间剪应力的作用,基于水平层分析法,推导了非极限被动土压力的理论公式,扩大了公式的适用范围。研究结果表明:与不考虑剪应力的理论成果相比,本文解与试验值更加吻合,从而验证了公式的可靠性;是否考虑土层间剪应力并不影响土压力合力,但影响土压力的分布,且在墙体上部土压力大于未考虑剪应力的分布解,下部则相反;非极限被动土压力和土层间平均剪应力均随着墙体位移比、填土内摩擦角、填土外摩擦角的增大而增大;随着墙背倾角的增大,土压力强度在墙体上半部分几乎无变化,下半部分减小较为明显;土层间平均剪应力在墙体上部分减小,墙底处增大。同时考虑土拱效应与剪应力的合力作用点位置高于仅考虑土拱效应的解,而低于库伦解。研究结果可为挡土墙设计提供参考。     

加筋挡土墙在膨胀土地区应用的研究分析

结合某变电站基础工程,对膨胀土加筋挡土墙开展了一系列的现场试验研究。试验结果表明:在填筑高度较小的情况下,墙背土压力增加较快,实测竖向土压力大于γh,土压力系数逐渐增大;而随着填土高度的增大,实测竖向土压力逐渐开始收敛并小于γh,土压力系数也逐渐降低。降雨导致竖向土压力和侧向土压力均降低,但土压力系数增大。大型膨胀土填土工程会产生较大的变形,且变形收敛速率缓慢。筋带的存在有效地抑制了挡土墙的侧向变形和竖向沉降。施工中,挡土墙的排水问题和防水处理对抑制挡土墙变形及不均匀沉降具有非常重要的作用。本文的研究对在膨胀土地区采用加筋挡土墙的合理性和有效控制影响工程质量的因素有重要的参考价值。     

台阶式加筋挡墙验算的对比分析

采用加筋挡墙设计软件MSEW3.0, 对台阶式加筋挡墙不同平台宽度、上下墙高度的变化以及采用综合坡率法等几种不同工况下加筋土挡墙稳定性进行验算, 对比分析计算所需筋材长度和所需筋材强度的变化以及不同工况下所需筋材用量的不同。土工格栅筋材的用量随上墙高度的增大而减少。一定范围内, 随平台宽度的增大, 计算所需的每延米挡墙土工格栅筋材的数量逐渐减少;但是随着平台宽度的继续增大, 计算所需土工格栅筋材的数量逐渐增加。综合坡率单级加筋挡墙比对应的台阶式加筋挡墙所需的每延米土工格栅筋材的数量少, 而且随着平台宽度的增加, 采用综合坡率单级加筋挡墙的土工格栅筋材节省量显著增加。     

齿坎抗滑作用的模型试验研究

本文通过室内模型试验，研究了位于软弱地基中的重力式挡墙的抗滑稳定性和齿坎对挡土墙的抗滑作用。通过试验研究得出结论：由于齿坎的存在，可大幅度地提高挡土墙的抗滑稳定性，在软弱地基中尤为明显；当挡土墙达到滑动破坏时，齿前的土压力达到被动土压力值，而齿后的土压力接近于零；对于无齿挡墙，滑动破坏面位于基底表层的土体内。