离心模型试验在超高加筋土挡墙中的应用研究

离心模拟技术是一种评定工程设计、检验数值计算方法、研究新理论等的重要手段。本文将其应用于超高三级加筋土挡墙的研究中。在离心模型试验的基础上 ,分析研究了各级加筋土挡墙墙背土压力与墙高、时间的关系 ,CAT复合拉筋拉力在长度上的分布规律等等 ,得出与实际情况较相符的结论 ,旨在为其实际工程应用提供参考。     

短加筋土挡墙墙后连接作用的离心模型试验研究

短加筋土挡墙是一种在既有稳定墙体/陡坡前修建的短加筋土挡墙,但目前缺乏对短加筋土挡墙与稳定墙体/陡坡间连接形式及其作用的统一认识,对其工作机理的研究也有待深入。利用离心模型试验,结合系统的监测数据,对不同连接形式的模型墙顶沉降、墙面水平位移、土压力分布等规律进行了分析,探讨了短加筋土挡墙的行为特征以及墙后机械连接的作用。研究发现:短加筋土挡墙的竖向沉降和水平位移均较常规加筋土挡墙大且分布不均匀,墙后连接形式对短加筋土挡墙的变形存在明显的影响;短加筋土挡墙和其后稳定墙体/陡坡之间的压力远小于理论水平土压力值,稳定墙体/陡坡与短加筋土挡墙之间仅存在接触压力;短加筋土挡墙墙后设置机械连接可以显著提高整体稳定性,减小差异沉降,控制水平变形,而不设连接时短加筋土挡墙变形较大且易于垮塌破坏。     

各向异性砂土主动土压力的离心模型试验研究

 利用新研制的土压力离心模型试验设备,通过土压力盒测量作用在挡土墙上的土压力分布,利用非接触图像测量系统(GIPS)测量土体位移,对各向异性的南京云母砂分别进行沉积面铅直和水平两个方向的土压力离心模型试验。通过对比试验得到的土压力分布与理论公式计算得到的各向同性砂土土压力分布,以及两种沉积方向的砂土的滑裂面位置,对各向异性砂土的土压力及土体变形破坏问题进行初步研究。结果表明：随着挡土墙向远离墙后填土方向运动的位移不断增大,作用在挡土墙上的土压力逐渐减小,墙后填土中各点的位移不断增大,在墙后土体中逐渐形成滑裂面。当挡土墙的位移量达到10－3H(H为试样模型高度)时,墙后填土达到主动极限平衡状态。受到片状云母颗粒排列方向的影响,沉积面铅直的土体滑裂面比沉积面水平的滑裂面略显平缓。     

基坑离心模型试验开挖方法研究与应用

 针对离心模型试验中停机开挖、排液法、微型机器人开挖3种传统方法缺点进行分析,设计研制一种新型开挖模拟装置,对土体实际卸荷过程有更准确的模拟,并应用于一组砂土地基基坑开挖离心模型试验验证了可行性。与传统方法相比,能实现非停机开挖,较准确模拟土体侧压力,原理简单、造价低。试验中布置多种类型传感器形成立体测量,试验数据与数值分析结果形成对比分析。结果表明：悬臂式支挡结构的砂土地基基坑开挖地表沉降曲线呈悬臂型;引起挡墙最大弯矩位置随开挖逐渐下移,下移速率递减;开挖土体卸荷,引起主动区土压力减小,浅层开挖对深层土压力影响很小,深层开挖时,浅层土压力的变化不明显。最后对试验中存在的问题和有待改进之处作了讨论,对后续和同类试验提供指导和参考。     

加筋土挡墙拉筋轴向应力分布规律研究

基于剪力滞模型基本原理对加筋土挡墙筋土作用机理进行了研究。根据拉筋轴向应力是由拉筋周围土体发生剪切位移而产生,紧邻拉筋周围土体仅受剪应力作用的假定,将加筋体单元中土体分为内、外两层,建立了拉筋轴向受力平衡方程,推导出了加筋土挡墙拉筋轴向应力特解。理论分析表明,加筋土挡墙中拉筋轴向应力沿拉筋长度L呈非线性分布,且在x≤L/2时出现一个峰值;当水平拉筋沿筋长方向出现凹陷或凸起时,在该位置将产生拉力峰值。该研究成果合理解释了加筋土挡墙中拉筋轴向应力出现多个峰值以及越靠近墙底部潜在破裂面位置越接近墙面板的原因。     

水平黏性土地基动力离心模型试验

从黏性土地基模型的制备、固结到50 g离心机加速度条件下对振动台激励的反应等方面,介绍水平黏性土地基地震动力响应的离心模型试验方法和步骤。试验结果表明,在地震动作用下,所研究的黏性土地基土层从下到上最大地震峰值加速度逐渐增加,说明该自由场地基土层从下到上对地震有放大作用。从土层的加速度反应谱可以看出,在输入的Parkfield地震波作用下,该地基的自然频率为0.5 Hz,地基对低频成分有放大作用,而对大于10 Hz的频率成分几乎没有放大作用。由位移和孔压的变化曲线可知,地基表层土在地震过程中发生的侧向位移最大,而表层以下的土层侧向位移不大。地震过程中中下部土层的孔压增长量最大,中上部土层的孔压增长量次之,底部土层的孔压增长量最小。     

超高加筋土挡墙的离心模型试验及其在三峡库区移民工程中的应用研究

以三级超高加筋土挡墙(高57m)为例,进行了挡墙的填土含水量、颗粒分析和比重测定以及填土加筋(CAT复合筋带)和不加筋的固结不排水直剪试验;在填土未加筋、加一层筋和加二层筋时,按单级剪切试验(单级筋)和分级加荷剪切试验(多级剪),分别进行了三轴不固结不排水剪切试验.对加筋土挡墙进行了有限元分析和计算.进行了加筋土挡墙的离心模型试验,试验分施工期和使用期,分别进行了填土土压力、面板和填土的沉降以及第一级加筋土挡墙上拉筋的受力分析.从加筋土基本原理、挡墙内部和外部稳定性方面,阐明土体加筋后的加固原理和挡墙的加固机理;叙述了挡墙的破坏形式,剖析了其破坏机制,进行了工程事故的原因分析.进行了加筋土挡墙修复工程的现场试验,得出结论为土体加筋后的抗剪强度指标c值提高较大;挡墙墙背土压力呈两头小、中间大的分布规律;加筋土挡墙的变形比较大,是一种柔性结构;CAT复合拉筋的拉力出现2个峰值,且墙高不同处的拉筋拉力不同;加筋土挡墙的设计应从内部稳定性和外部稳定性2个方面进行;提出了加筋土挡墙设计计算的方法和步骤;填土的密实度是影响拉筋拉力的主要因素之一;分析了加筋土挡墙的加固机理和破坏机制;加筋土挡墙是一种整体复合结构,可适应较大的变形;有限元分析计算结果、离心模型试验与工程实际情况比较接近.     

三峡工程库区淹没工业项目投资决策模型研究

结合三峡工程库区淹没工业项目拆迁，应用层次分析法，将各种影响项目的因素用定量方式表示，并考虑资源有限性的制约，建立拆迁项目投资优化决策模型，为三峡工程的迁建工作提供一项有效、全面、实用的决策方法。     

台阶宽度对加筋土挡墙垂直应力的影响研究

 为了研究台阶式加筋土挡墙平台宽度对下墙墙体垂直应力大小及分布的影响,进行3组不同平台宽度的台阶式加筋土挡墙室内模型试验。试验结果表明：台阶式加筋土挡墙基底垂直应力随着填土高度的增加而增大,最大值出现在墙面板附近;随着墙间台阶宽度的增加,基底垂直应力沿筋长的分布形式由“V”字形逐渐过渡到倒“S”形;过大的台阶宽度对双级加筋土挡墙基底垂直应力的减载效果不明显;修正的FHWA方法和修正的Gray弹性解方法可较为准确计算基底垂直应力;随着墙顶荷载加载位置距墙面板距离的增加,基底垂直应力逐渐减小;墙顶施加荷载后下墙筋材中后部垂直应力增长较大,而拉筋始端垂直应力变化较小。     

水平黏性土地基动力离心模型试验

从黏性土地基模型的制备、固结到50 g离心机加速度条件下对振动台激励的反应等方面,介绍水平黏性土地基地震动力响应的离心模型试验方法和步骤.试验结果表明,在地震动作用下,所研究的黏性土地基土层从下到上最大地震峰值加速度逐渐增加,说明该自由场地基土层从下到上对地震有放大作用.从土层的加速度反应谱可以看出,在输入的Parkfield地震波作用下,该地基的自然频率为0.5 Hz,地基对低频成分有放大作用,而对大于10 Hz的频率成分几乎没有放大作用.由位移和孔压的变化曲线可知,地基表层土在地震过程中发生的侧向位移最大,而表层以下的土层侧向位移不大.地震过程中中下部土层的孔压增长量最大,中上部土层的孔压增长量次之,底部土层的孔压增长量最小.     

台阶格栅加筋土墙土压力的模型试验研究

 为研究多级台阶式格栅加筋墙的工作机制和力学特性，在室内修建一个长8.0 m，宽3.0 m，高4.5 m的模型槽。在模型槽中对3.0 m×1.5 m的3级台阶格栅加筋土挡墙和2种格栅网格尺寸进行系列模型试验。测试格栅加筋土挡墙面板后的土压力、加筋体后土压力、加筋土各分层土压力及地基应力等。试验发现加筋体内各点的土压力与传统的土压力理论计算值不一致，土压力分布与基础条件及加筋体高度密切相关；加筋体基础的位移对加筋体的力学特性影响较大，它会引起加筋土体内应力的重分配，即当位移较大时挡墙地基应力呈现V型分布，较小时按斜线分布；面板后侧竖向和侧向土压力沿墙高均呈现顶部和底部小中间大的外凸型分布，加筋体后土压力亦有同样的趋势，只是外凸程度较小；加筋体内力学特性变化与格栅网格尺寸也有一定关联。     

台阶式加筋土挡土墙设计方法的研究

大量的现场试验表明,按照弹性理论计算台阶式加筋土挡土墙下级墙墙背的土压力值与实测数据相差甚大。在FHWA经验公式的基础上,提出了一种改进的计算台阶式加筋土挡土墙下级墙墙体附加垂直应力和墙背附加水平土压力的计算方法。该方法将面板后填土分成3个不同性质的应力区域,即主动区、过渡区和稳定区,分别讨论了:(1) 台阶宽度D≤D1 = H2tan(45°-f /2);(2) D1D2 3种不同状况下的上级墙荷载引起的下级墙体中附加垂直应力,并以此计算下级墙墙背水平土压力。通过与现场试验数据的分析比较,验证了该方法的正确性。该设计方法可为设计类似支挡结构时提供参考。     

多级加筋土复合式挡墙的现场试验

在现场对由L型挡土墙与加筋土挡墙形成的多级加筋土复合式挡墙进行了原位试验。试验表明:土压力和拉筋应变随上覆填土厚度增加而增大,但增速却减小;L型挡土墙的加筋土体底部竖向土压力沿筋长方向在加筋土施工期间呈非残性分布,在其上的中且上级模块式加筋土挡墙的竖向土压力施工期呈明显的非线性分布,但最大值均靠近拉筋尾部;L型加筋土挡墙的拉筋应变非常小,且曲线只有一个峰值;模块式加筋土挡墙的加筋土体底部竖向土压力沿筋长方向起初呈线性分布且大小基本相同,但随着填土厚度的增大而呈明显的非线性分布,且出现双峰值;中、上级挡墙的墙面板基底竖向应力随填土厚度的变化形式基本一样,且随填土厚度的增大先是内侧大于外侧,而后是外侧大于内侧;模块式加筋土挡墙的墙背侧向土压力沿墙高、拉筋应变沿筋长方向均呈非线性分布,且实测值均较小。     

土钉加固黏性土坡动力离心模型试验研究

 很多滑坡是由地震引发的,为了防止或减轻地震造成的边坡灾害,目前在边坡的加固治理方面已经发展并形成一些较好的方法,而土钉是边坡抗震加固的一种简便有效的方法。采用动力离心模型试验方法,再现地震条件下土钉加固黏性土坡和素土坡的响应;测量了试验过程中边坡的位移场和加速度响应的变化过程。基于试验结果,通过对比素土坡和土钉加固土坡的动力响应,探讨土钉加固土坡的变形规律和加固机制。试验结果表明,地震过程中土坡产生不可恢复的累积变形,其大小与输入的地震加速度峰值有关。通过比较土钉加固土坡和素土坡的位移分布,研究土钉加固土坡的机制。引入土单元应变进行分析,结果表明,土钉加固措施能显著地改变边坡的位移场分布,限制土坡的剪切变形,避免滑裂面的产生,从而提高了边坡的稳定性。     

高路堤加筋土档土墙的变形和受力研究

一座总墙高为31m的多级台阶式高路堤加筋土档土墙首次应用于我国铁路正线上，为了研究各级墙的倾向位移。基底应力及墙背土压力的分布规律，对该挡土墙的变形和受力进行了现场原型观测，观测结果表明，各级墙的侧向位移均较小，且下部测点的侧向位移较墙顶测点要大，各级墙基底应力均小于100kPa，墙背土压力呈曲线形分布，4m宽台阶的存在使墙后填土顶面的外荷载对该的侧向土压力影响不大。该结论可供今后加筋土挡土墙的研究和设计参考。     

重庆库区新构造应力场及其对滑坡宏观活动规律的控制

基于对重庆库区的７个地貌形态区利用Ｓｃｈｅｉｄｅｇｇｅｒ法研究了每个区的区域新构造应力场,重庆库区内新构造应力场主压应力方向从南向北,由西向东具有明显的旋转特性,这可以利用大陆板块运动理论给予解释。结合库区典型的５００余个滑坡资料,融滑坡优势滑动方向与新构造应力场于一体进行相关分析。研究结果表明,库区内部滑坡的宏观发育不是随机的,与新构造应力密切相关,在库区上游,滑坡优势滑动方向主要沿新构造应力场     

阳涉线加筋土挡墙试验研究

 通过对阳涉线双侧加筋土挡土墙的试验研究，总结并分析了墙面变形、墙背土压力的分布、基底应力分布等变化特点，验证了按简化的0.3H法设计的合理性，为加筋土挡土墙的设计应用提供了基础。     

加筋土挡墙动力特性模型试验与动力分析

模拟加筋土挡墙的铁路路基,通过动力荷载作用下的模型试验得出了加筋土挡墙为路基的动态响应特性,水平、竖向加速度和位移均值随挡墙高度的变化规律;得出了竖向、水平累计变形规律,并对加筋土的动力失稳、动变形、动强度和动应力—应变关系进行了深入分析。对加筋土工程具有重要意义。     

三峡工程左岸厂房坝段深层抗滑稳定的物理模拟

通过建立三峡工程左岸厂房坝段坝基的地质概化模型，采用物理模拟方法对其深层抗滑稳定性问题进行了系统研究，获得了典型坝段的滑动破坏机理与稳定安全系数。在此基础上，对坝基在处理措施进行了讨论，从而为该坝段的深层抗滑稳定性安全评价与基础另固处理设计提供了有重要参考价值的科研依据。