加筋体间距对挡土墙的工作性状的影响分析

通过数值计算不同加筋体间距对软土地基上的工作性状的影响,得出以下结论:(1)加筋体间距对墙顶沉降和基底沉降的影响不大;(2)在一定条件下,加筋体间距越密墙背土压力和加筋体拉力也越小;(3)软土地基上的加筋挡土墙加筋体拉力性状与坚硬土地基上的有着显著区别。     

软土地基上加筋挡土墙的性状研究

通过数值模拟不同的墙厚对软土地基上加筋挡土墙的工作性能的影响,结果表明:挡墙高度一定的情况下,挡墙厚度越小基底沉降量越大。软土地基上加筋挡土墙的墙面位移最大值的点位于墙顶,而不是在0. 7H高处。墙背土压力随着挡墙厚度的增大而增大,总体上分布在静止土压力线和主动土压力线之间。随着挡墙厚度的增大,软土地基的加筋体拉力最大值有两处,分别在墙趾附近和加筋体末端。     

软弱地基刚/柔性组合墙面加筋土挡墙数值模拟

 基于软弱地基刚/柔性组合墙面加筋土挡墙离心模型试验,建立原型挡墙三维精细化有限差分数值模型,探讨挡墙在上覆荷载作用下的性状及受力机制。研究结果表明,数值模型计算结果与离心模型试验结果吻合较好,显示该型挡墙具有很好的承载性能,能适应软弱地基的大变形;挡墙在上覆荷载下产生的变形增量和结构受力与填土内部潜在滑移面位置密切相关,当潜在滑移面位置超过连接件埋深范围时,连接件作用降低,使得挡墙变形和筋材拉力增量明显增大,不均匀沉降显著,而刚性墙面墙背水平土压力和连接件拉力减小;由于“张力膜效应”,下面布置有连接件的筋材较下面无连接件的筋材,其拉力要大一些;上覆荷载引起的作用在组合墙面上的水平荷载可采用朗肯主动土压力计算,设计上,宜按连接件多承担水平荷载考虑。     

软土地基加筋石灰土路堤离心模型试验研究

对打设竖向排水体的软土地基加筋石灰土路堤进行离心模型试验,并同时进行了1组不加筋石灰土路堤的对照试验.在地基土中及其表面埋设和安装了位移计、孔隙水压力计和土压力计,并在模型土工格栅上黏贴了应变片以测试加筋拉力.试验结果表明:(1) 加筋减少了沉降量,其减少量8%左右,加筋路堤呈现较明显的地面隆起,而不加筋路堤主要表现为沉降;(2) 加筋和不加筋路堤地基中两者的孔隙水压力基本接近,在每一堆载休止期,孔隙水压力都呈较明显的消散;(3) 加筋后,路堤堆载压力可明显扩散,加筋路堤中心下地基土压力比不加筋路堤要小6%～10%,而坡脚下土压力前者比后者大40%左右;(4) 模型格栅拉力随加速度的增大变化规律较好,在休止期拉力持续增大,与沉降规律一致.在堆载高度0～2 m期间,格栅拉力较均匀分布,其后格栅中心处拉力明显比两侧增大;(5) 加筋对提高石灰土路堤的稳定性作用明显,可考虑在石灰土中加筋以提高其抗拉强度,并可进一步提高路堤的稳定性.     

软土地基加筋石灰土路堤离心模型试验数值模拟

 建立以离心试验几何尺寸的有限元数值模型,模拟变加速度加载下软土地基加筋石灰土路堤中的位移、土压力、孔隙水压力和加筋拉力随时间的变化规律,并与离心模型试验结果进行比较;同时,采用该数值模型计算了不加筋、加1,2层筋时路堤和地基位移情况。计算结果表明,加筋路堤沉降量、土压力、孔隙水压力和加筋拉力的计算值与离心试验实测值吻合很好或基本一致,表明该数值模型是合理的;不加筋路堤的中心沉降量和坡脚下地基水平位移比加1层筋时明显大一些,两者在加速度为100.0 g时地面坡脚处的水平位移差值达近2 mm,而加2层筋时位移与加1层筋接近。     

“柔性基础”刚性桩复合地基试验分析与变形计算

为了建立路堤下刚性桩复合地基变形计算模型,通过对14组刚性4桩复合地基的现场试验结果的分析,研究柔性基础条件下刚性桩复合地基的工作性状。试验研究表明采用一定强度或刚度的加筋垫层配合合适的桩帽设置,可改善柔性基础条件下刚性桩复合地基的工作性状,有效减小复合地基变形。复合地基承载力相同时,"柔性基础"沉降量为刚性基础的1.1~1.5倍。在一定荷载或承载力条件下,垫层中不设加筋材料时"柔性基础"短桩复合地基变形接近加筋垫层天然地基。垫层加筋有帽桩复合地基变形明显小于其他情况。对"柔性基础"短桩复合地基,设桩帽、垫层加筋,桩土应力比与不加筋相比增加了1~3倍;对刚性基础长短桩复合地基,碎石垫层中加筋与不加筋相比,桩土应力比范围得到延伸,其中长桩桩土压力比增大明显。提出了"柔性基础"条件下刚性桩复合地基承载力确定,以及考虑桩"上刺入"的刚性桩复合地基变形计算方法。该方法采用力平衡方程计算桩身中性点位置,将复合土层变形计算分为中性点平面     

墙面倾角对模块式加筋土挡土墙结构影响的分析

基于FLAC3D建立了加筋土挡土墙数值模型，在验证模型有效性的基础上，通过调整墙面倾角，分析墙面倾角对模块式加筋土挡土墙的侧向变形、土压力和筋材拉力的影响。结果表明：当墙面倾角由90°逐渐减小至65°时，模块式加筋土挡墙的侧向变形、面墙后的土压力和筋材拉力均出现减小；侧向变形模式由外倾-平移式转为平移、平移-鼓胀式；面板后水平土压力沿墙高的分布规律由线性分布转变为非线性分布；墙内筋材的拉力峰值与墙面倾角间呈线性关系，筋材与模块连接处的拉力与墙面倾角间呈指数关系；75°是模块式加筋土挡土墙的合理倾角，不仅便于墙面绿化，而且可减少挡土墙变形，提高挡土墙的稳定性。     

基于大比例静力模型试验的高强度桩复合地基加筋垫层分析

为研究高强度桩复合地基加筋垫层的作用机理与筋带拉力的计算方法,采用一套自制的桩土差异沉降控制装置,进行了4组不同桩帽尺寸的大比例静力模型试验。测试了各级荷载作用下的加筋垫层筋带拉力,分析了筋带拉力的大小及分布随荷载增加的变化规律。结果表明：随桩顶和桩间土沉降差增加,筋带拉力逐渐增大,筋带拉力最大值出现在桩顶位置;随着桩帽覆盖率增加,桩间土范围内筋带拉力缓慢减小,桩顶范围筋带拉力变化较大,先增大后减小。加筋垫层的破坏模式表现为桩帽边缘的筋带断裂。     

软土地基加筋土挡墙现场试验研究

 结合一软土地基反包式土工格栅加筋黏性土挡墙现场测试,对挡墙填筑过程中原地表沉降、墙趾水平和垂直位移、墙面水平位移、挡墙内部垂直土压力和墙背水平土压力,以及筋材应变分布等进行分析,探讨其工作性状及其稳定性。分析结果表明：软土地基加筋土挡墙的破坏形式表现为外部失稳;挡墙墙面出现“鼓肚”现象,其最大水平位移位于挡墙中部墙高位置;格栅应变在距墙面0.8 H(H为挡墙的高度)处最大,设计上的0.3H法不能适用于深厚软土地基加筋土挡墙。研究成果可为今后类似工程的研究、设计与施工提供参考。     

土工格栅加筋土柔性桥台结构性能的试验研究

基于静载作用下加筋土柔性桥台结构工作性能的试验研究,综合对比分析桥台基础距下部挡墙面板的距离D对柔性桥台结构极限承载力、下部挡墙变形特点、筋材应变和土压力的影响。试验结果表明：当下部加筋挡墙中筋材长度为整体桥台高度时,桥台结构极限承载力随偏移距离D增加呈现先增加后减小趋势,且在D为0.4H_L(H_L为下部挡墙高度)时达到最大值;加筋柔性桥台整体结构加载至破坏前一级载荷时,桥台基础沉降与台背加筋土顶部沉降均呈近似线性变化,且D/H_L为0.4时二者差异沉降最小;挡墙面板顶部的水平位移明显大于中、底部,且挡墙水平位移与挡墙高度比值均小于1%;挡墙中各层筋材应变最大值随D增加而逐渐向远离面板方向发展,且D为0.4H_L时台背加筋土和下部挡墙加筋中筋材的应变相差不大,整体柔性桥台结构工作性能达到最佳状态。     

暴雨条件下自嵌式加筋挡土墙稳定性数值模拟分析

结合具体工程,对暴雨条件下自嵌式加筋挡土墙存在的变形、受力特征和稳定性进行了有限元数值模拟,并与一般气候条件下进行对比。结果表明:在暴雨条件下,墙体将产生较大的侧向变形;墙背土压力在加筋处明显增大;挡土墙内部筋材之间局部出现拉应力区,筋材断裂后拉应力区明显扩大,存在墙面倾覆的趋势。该结论在对特大暴雨后加筋挡土墙局部破坏事故的现场调查后得到了验证。     

路堤荷载下土工织物散体桩复合地基离心模型试验

进行了2组不同筋材刚度土工织物散体桩复合地基路堤离心模型试验,和1组碎石桩复合地基路堤的对比试验,以研究其在真实应力条件下的性状及稳定性。研究结果表明:随着筋材刚度的增大,地基中的超孔隙水压力略有减小,桩顶和桩间土沉降明显减小,而桩顶和桩间土之间的差异沉降明显增大;桩土应力比随筋材刚度的增大先增长明显,而后趋于缓慢;当筋材刚度较低或上覆荷载很大时,土工织物散体桩可发生显著的弯曲变形而引起较大的沉降,碎石桩则在软土中容易发生鼓胀变形而引起很大的沉降,但两者均未在复合地基中形成剪切滑移的趋势。     

路堤下桩–网连接方式对筋材受力变形的影响

基于现场试验,采用有限元软件PLAXIS2D建立桩承式加筋路堤数值模型,对比分析了路堤荷载下普通加筋和固网加筋时,筋材荷载传递、变形特性及筋–土界面摩擦特性。研究结果表明:对于软土地基上高填方路堤,固网加筋能更好地发挥筋材荷载传递效应;普通加筋时筋材变形曲线可用椭圆描述,筋材下表面筋–土界面应力比n约为40%,上表面n在10%～20%之间;固网加筋时,筋材下表面n约为10%,而上表面n小于10%。基于筋材变形特性及筋–土界面摩擦特性,提出了一种筋材拉力计算方法,并通过数值模拟结果对所提方法的合理性进行了验证。     

粉喷桩复合地基工后沉降的现场研究

通过采用粉喷桩复合地基处理工后沉降要求严格的高速铁路软土地基的现场试验,对粉喷桩复合地基处理软土地基的加固效果进行了系统的研究。试验表明,粉喷桩复合地基处理类似本试验段条件的高速铁路软土地基可以在较短工期内满足5 cm工后沉降的要求。无论是硬壳层还是淤泥质黏土层,粉喷桩复合地基的单位压缩值比塑料排水板排水固结法地基要小的多,黏土层的压缩模量得到了明显的提高。设置了碎石垫层后,粉喷桩桩体并无明显的向柔性基础刺入的现象发生,且垫层的设置达到了均化基底应力及调整差异沉降的目的。实测的孔隙水压力和沉降分析表明,与天然地基相比,粉喷桩复合地基的固结速率得到了较为明显的提高。位于地基不同位置的桩土应力比在不同时间不同荷载作用下是不同的,荷载稳定后的桩土应力比平均值为5.0。     

加筋减载条件下涵顶土压力及其参数影响规律

根据已有的涵土体系相互作用机理,在原涵洞上加减载块,形成一种新的涵洞结构。并在此结构上对土工格栅加筋减载机理进行分析,得到格栅加筋减载作用下涵洞顶部土压力的计算表达式,然后通过数值模拟对涵顶土压力进行参数分析。研究结果表明:(1)有减载块的加筋减载模型的理论值与有限元值比较接近,误差在10%以内,表明了理论计算结果的正确性;(2)减载块高度对涵顶土压力有显著影响,且随减载块高度增加其影响效果减弱;(3)受筋材特性影响,减载块宽度对涵顶土压力的影响不明显;(4)柔性材料压缩模量对涵顶土压力和格栅变形有较大影响,且模量取值也宜适中。     

软土地基加筋土挡墙数值模拟及稳定性探讨

 对一软土地基加筋土挡墙建立二维数值模型,模拟其在分级堆载情况下挡墙和地基内的沉降、水平位移、土压力,以及土工格栅轴向应变的变化规律,模拟结果与现场实测结果基本吻合。采用有限元强度折减法计算的挡墙稳定性和滑裂面位置与实测情况一致,表现为深层滑动失稳。模拟和实测的各层筋材最大应变出现在距墙面4～6 m的位置,与目前土工合成材料加筋挡墙设计理论的朗肯破坏面位置不同,其原因是目前的挡墙设计理论基于刚性地基假定,未考虑地基变形对筋材应变分布及稳定性的影响。采用该数值模型探讨加长挡墙底部筋材对其稳定性的影响,得出挡墙稳定性与底部筋材加长长度和层数关系密切。得到的挡墙稳定性与筋材加长长度和层数的关系曲线,对于软土地基加筋土挡墙设计有指导意义。     

桩网复合地基土工格栅加筋效应的试验研究

以遂渝铁路松软地基为工程背景,原位测试了铺设与不铺设土工格栅两种情况的粉喷桩复合地基的剖面沉降、桩顶和桩间土的土压力、土工格栅拉力。分析结果表明:桩顶和桩间土的土压力与填土高度成正比,铺设土工格栅能有效改善附加应力的传递,提高桩土应力比,粉喷桩 土工格栅加筋垫层复合地基的桩土应力比为3.75。土工格栅的拉力与沉降成幂函数关系。分析结果对的粉喷桩桩网复合地基设计有重要参考价值。     

加筋地基土压力测试与机理分析

在素垫层内铺设土工材料加筋后,筋土的界面摩擦作用使加筋垫层的模量提高、应力扩散范围增大,有效发挥下卧土层的承载力、减小地基沉降。通过土工带加筋现场原位试验垫层底的土压力分布测试与结果分析得出：加筋薄垫层（Z/B=0.2）地基垫层底土压力分布是不均匀的,应力集中于基础的边缘,基础中心下应力较小。加筋地基强度和变形与加筋参数有关,通过引入应力扩散系数,分析不同加筋参数下加筋地基的应力扩散能力,研究筋土界面摩擦作用的应力扩散加筋机理,结合工程实际提出太原地区应力设计扩散角取值范围,为加筋地基的设计提供理论依据。     

单级超高复合加筋土挡墙的原型观测

对一座联合应用3种加筋材料(混凝土拉筋、钢塑复合土工带拉筋以及双向上工格栅)的单级超高加筋土挡墙的拉筋拉力、填土沉降、墙面板土压力和基底压力进行了施工期间的原型观测，对拉筋拉力随填土厚度变化的规律、墙面板所受土压力、基底压力、填土沉降量变化和分布规律及其影响因素等进行了分析研究。     

直立式废旧轮胎胎面挡土墙（无加筋/加筋）抗震性能试验对比研究

为了解废旧轮胎胎面挡土墙的抗震性能，促进模块式废旧轮胎胎面挡土墙在高烈度地震区域的推广应用，针对直立式废旧轮胎胎面挡土墙（无加筋/加筋）开展抗震性能试验对比研究。基于相同的测试条件，分别建立了直立式废旧轮胎胎面挡土墙和土工格栅加筋废旧轮胎胎面挡土墙的两种振动台试验模型，考虑近场什邡地震波和远场松潘地震波的作用，研究不同地震强度下的墙体加速度、侧向位移、残余变形、墙后填料加速度、竖向沉降和墙背动土压力的响应特征，并与传统悬臂式刚性挡土墙的动力响应特征进行对比，综合评价以塞土轮胎为墙体面板的废旧轮胎挡土墙的整体抗震性能。得出直立式废旧轮胎胎面挡土墙（无加筋）挡土墙抗震性能较弱，而直立式废旧轮胎胎面挡土墙（加筋）整体抗震性能显著提高。