土工织物加筋堤坝软基的非线性分析

通过非线性有限单元法分析了堤坝下软基土工织物的加筋效果,土与土工织物的界面强度对加筋效果的影响,多层土工织物的加筋效果等问题,得出了最优加筋层数、加筋垫层应力扩散效果等一系列对工程设计有用的结论     

玻璃纤维土工格栅加筋沥青路面结构分析

根据复合材料结构分析原理,运用ANSYS有限元程序建立了合理的格栅加筋沥青路面结构的力学分析模型。在行车载荷作用下,做了车轮对层底弯拉应力和路面弯沉分析,以及土工格栅对沥青路面和土工格栅铺设位置对沥青路面的影响分析。     

土工格栅加筋对沥青路面影响的数值分析

应用复合材料力学原理和层状弹性体系理论对土工格栅沥青路面进行了力学分析。通过对计算结果中的应力、应变和位移分析,揭示了土工格栅的增强机理和防裂作用,同时还计算出加筋可以减薄路面厚度,而且 C-AC 层模量越大对加筋效果的影响越明显,但是同时也增大了基层底部的弯拉应力,可为路面设计提供参考。     

土工格栅加筋路面半刚性材料的数值模拟

通过ANSYS软件对土工格栅加筋路面结构进行力学分析,研究了加入土工格栅后路面的弯沉、应力、应变等状态的变化,分别针对土工格栅加筋路面有裂缝路面、旧路补强路面建立有限元模型进行了计算,从而得出了一些有益的结论。     

高速公路路基加宽土工格栅加筋优化技术研究

基于分析高速公路改扩建工程新老路基间不协调变形的原因、控制技术方法及控制标准,对高速公路改扩建路基加宽土工格栅加筋优化技术进行了研究。以京港澳高速公路石家庄至磁县（冀豫界）段改扩建工程典型试验段为研究对象,建立了高速公路路基加宽有限元计算模型,分析了施工期路基填筑高度和竣工后15 a的地表附加沉降、附加水平位移和路面横坡比变化规律。采用土工格栅加筋新路基技术,通过改变土工格栅的弹性模量、加筋层数和加筋长度等技术参数,研究分析了土工格栅参数变化对路基表面沉降量及路面横坡比的影响。根据计算结果提出了高速公路路基加宽土工格栅加筋优化设计技术方案,该研究结果为高速公路改扩建土工格栅加筋路基设计提供了技术参考。     

基于MIDAS的复合地基加筋垫层的力学特性模拟分析研究

为优化复合地基加筋垫层设计,在处理吹填软土地基时提供理论依据,通过MIDAS有限元软件对加筋复合地基数值模拟,对复合地基加筋垫层的力学特性进行分析,并对加筋方案、加筋层数进行设计优化.结果表明,地基上部荷载较小(100kPa),加筋垫层作用不显著;上部荷载较大时(250kPa),复合土工格栅的作用发挥较充分,加筋层数成为影响桩土应力比的主要因素,为加筋垫层设计优化提供可靠的理论依据.最后,铺设2层复合土工格栅控制沉降变形较铺设1层的效果好,铺设3层则效果提升不大,综合经济和施工便利的因素,垫层中铺设2层复合土工格栅最优,加筋材料的优化层间距为3.3cm.     

粉煤灰路堤加筋有限元分析与试验研究

利用有限元分析软件进行数值模拟计算和室内小比例尺模型试验,在静力分步加载条件下研究了边坡坡比1∶1.5、双向土工格栅以及四种加筋层数:零层、一层、三层、四层,模拟路堤在加筋与不加筋情况下的性能;通过改变加筋层数N和加筋层顶面距基础底面距离h二个参数,研究了加筋路堤性能变化的效果,提出了对于路堤最佳加筋方案。依据计算和试验所得结果,讨论了加筋体结构对路堤稳定性的影响。     

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。     

土工网加筋换填土处治过湿路基室内试验研究

对土工网加筋换填土处治过湿土路基进行了室内模型试验,试验共设计了无换填土层、不铺设土工网、铺设1层土工网在换填路基上、中、下位置、铺设2层土工网在换填路基上中、中下位置,以及铺设3层土工格栅上中下位置,共8种工况,分析了换填厚度、加筋位置、加筋层数对路基回弹模量的影响。试验结果表明,在同样换填厚度的条件下,加筋层数越多,加筋效果越好;将加筋材料置于换填层中上部,可取得较好的加筋效果。     

山区填挖交界面多层加筋技术研究

针对山区半挖半填路基交界面问题开展研究,简述了山区半挖半填路基土工格栅加筋的种类,并对山区半填半挖各类型土工格栅加筋作用和机理进行探究和分析。同时,结合某典型山区半挖半填路基案例建立数值模型探究不同的土工格栅加筋层数、格栅条的铺设间距等对山区填挖交界面的加筋效果,为山区半挖半填路基交界面多层加筋提供重要的工程指导价值。     

土工格栅控制液化土体流动变形的试验研究

液化导致的土体大变形以及侧向流动是地震引起建筑物破坏的主要原因。采用土工格栅作为主要加固材料,开展建筑物荷载作用下液化场地流动变形的振动台试验研究,考虑水平层状土工格栅、包裹状土工格栅和土工格栅+无纺布联合处理等3种加固方案对结果的影响,从超孔隙水压力发展、建筑物沉降量以及格栅应变特性等分析加固方案对液化变形的处理效果。试验表明:采用上述3种加固方案所得的相同埋深处超孔隙水压力峰值基本相等,表明土工格栅的加入基本不能改变地基的液化状态,而后期超孔隙水压力在土工格栅+无纺布联合加固方案下消散速度最快。与其它两种加固方案相比,土工格栅+无纺布联合加固方案下建筑物沉降量最小,相比未加固工况沉降量减少24%,土工格栅中间位置的应变峰值小于边缘位置的应变峰值。采用土工格栅+无纺布联合加固时,具有较大表面积的无纺布对该覆盖区域液化土体有较好的约束作用,限制了砂土颗粒的竖向移动。此外,砂土颗粒对无纺布的作用力将由土工格栅承担,这种作用力将有利于土工格栅与砂土之间的摩擦效应,进一步限制液化砂土的流动变形。     

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。     

Numerical analysis of tensile behavior of geogrids with rectangular and triangular apertures

Geogrids, made of polymeric materials, have been used as a construction material for many applications, such as walls, slopes, roads, building foundations, etc. In the past, geogrids were manufactured with apertures in a rectangular or square shape. Recently, geogrids with a triangular aperture shape have been introduced into the market. The new geogrids are manufactured with ribs oriented in three equilateral directions and expected to have a more stable grid structure, which can provide more uniform resistance in all directions. In this study, the numerical software - FLAC was adopted to investigate the responses of geogrids with rectangular and triangular apertures when subjected to a uniaxial tensile load at different directions relative to the orientations of ribs in air. The geogrid ribs were modeled using beam elements jointed rigidly at nodes (i.e., the angle between two adjacent ribs did not change) and subjected to tension in one direction. The numerical results showed that the stress-strain responses of the geogrids were different at different loading directions relative to the orientations of ribs. The effects of aperture shape of geogrid, and elastic modulus and cross-section area of geogrid ribs on the tensile stiffness of the geogrid were also evaluated. The geogrid with triangular apertures had more uniform tensile stiffness and strength distributions than the geogrid with rectangular apertures. An increase of the elastic modulus and cross-section area of the geogrid ribs could increase the stiffness of the geogrid with triangular apertures. The numerical results were verified by experimental data for geogrids with rectangular and triangular apertures.     

Sand-geogrid interfacial shear response revisited through additive manufacturing

Though it is known that the geometric features of geogrids are crucial for deriving optimal interface shear strength, not much work is done to optimize the size and shape of the apertures relative to the particle size of the soils in contact. Most of the commercial geogrids have rectangular or square apertures, which are many times bigger than the soil particles. The present study explores the effects of aperture size and shape of geogrids relative to the size of the sand particles on their interface shear response through direct shear tests and digital image analysis. Geogrids of different aperture sizes and shapes were manufactured using a 3D printer. Shear tests were carried out on three sands of different grain sizes interfacing with geogrids of five different aperture sizes and three different aperture shapes. Through these tests, interface shear response with a wide range of aperture ratio and different shapes of geogrids is understood. Shear zone thickness of different sand-geogrid interfaces was computed through Particle image velocimetry (PIV). Based on the tests and analyses, triangular apertures are found to be more efficient compared to other apertures. The optimal range of aperture ratio is found to be 2–11.29.     

长期荷载作用下土工格栅蠕变特性的试验研究

为探讨长期荷载作用下土工格栅的蠕变特性,在不同的外加荷载和环境温度的各种组合条件下,进行土工格栅的室内蠕变试验,以此获得格栅的蠕变关系曲线、载荷-应变等时曲线及拉伸模量的变化特征,并进行综合对比分析。根据试验与分析发现:荷载水平、环境温度和材料生产工艺是影响土工格栅长期蠕变特性的重要因素。进而,采用时温叠加原理,对于某一给定环境温度下确定土工格栅长期强度的经验估算模式和蠕变强度折减系数。试验结果与理论分析为土工格栅加筋结构长期工作性能的分析与评价提供参考依据。     

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。     

玻璃纤维土工格栅在高速公路路面工程中应用

以210国道高速和赤峰—通辽高速公路路面工程为例,介绍了玻璃纤维土工格栅在高速公路中的应用,结合玻璃纤维土工格栅的技术指标,阐述了具体施工工艺及铺设要点,以进一步推广玻璃纤维土工格栅在路面工程中的应用。     

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。     

土工格栅加筋挡土墙工作性能的非线性有限元数值分析

针对土工格栅加筋挡土墙发展了有限元数值分析方法,依此对某一足尺试验墙进行具体的有限元数值计算,将计算结果与试验实测结果进行了对比分析,验证了加筋挡土墙结构应力与变形有限元分析的可靠性,进而通过变动填土的强度特性和刚度特性以及加筋的刚度、长度和间距等参数,进行了数值计算,通过对比分析探讨了填土及加筋对土工格栅加筋挡土墙工作性能的影响程度,为加筋挡土墙的设计提供了参考依据。     

塑料土工格栅加筋土结构的振动台试验研究

对塑料土工格栅加筋土结构的缩尺比例模型进行了振动台试验研究。试验过程中，采用两组试验模型，一组测定筋材的动应力应变；一组测定土筋间的动似摩擦系数。试验结果表明：塑料土工格栅筋材在地震作用下最大动拉应力的分布与静拉应力的分布沿筋材的埋深大致相同，只是应力的值大小不同；地震作用下土筋间的动似摩擦系数是随地震加速度的增加而减小。据此，提出了加筋土结构在地震区的设计建议。