土工合成材料在公路软土路基中的应用

土工合成材料在公路工程中最早的应用是路堤加筋,近几年采用土工合成材料处理软土路基得到了广泛应用和迅速发展,但是由于软土的天然含水量高,孔隙大,压缩性高,抗剪强度低,容易产生地基破坏和过大的沉降和变形,需对软土地基进行处理和加固。将土工织物、土工网、土工格栅铺设于软土地基和路堤之间,加筋软基路堤,从而保证路堤的稳定性,在碎石垫层顶部分别铺设土工网处理软土地基基础,以提高地基承载力和减小地基不均匀沉降。     

埋地柔性管道荷载响应及其加筋防护性能

为了解决城市埋地管道频繁受外部荷载作用而损害的问题,提出在采用新型土工合成材料加筋防护埋地柔性管道的基础上,借助室内模型试验开展静载和循环荷载作用下埋地柔性管道的力学响应与变形特性研究,确定对管土体系产生较大破坏作用的荷载类型,并提出格栅加筋防护埋地管道的适用荷载水平范围,进而定量和定性地分析首层筋材埋深、筋材长度、筋材层间距和层数对土工格栅加筋防护埋地管道效果的影响,并确定合理的筋材铺设参数。研究结果表明:相比于同水平静载,循环荷载将会造成更大的土层沉降,但低水平循环荷载对埋地管道的影响较小,而高水平循环荷载会对管道产生更大的破坏作用;当采用单层格栅加筋防护时,对管道上方土体和管道最终变形量的控制作用不明显,当循环荷载水平在0～300 kPa范围时,筋材埋深为0.4B(B为加载板宽度)和筋材长度为5D(D为管道外径)时,单层加筋防护效果最优;针对管道埋深H=3D,选取筋材长度为5D和首层筋材埋深为0.4B的多层筋材防护,当筋材层间距0.5B和筋材层数N为3层时效果最优,加筋不仅能显著减缓土层沉降与管道变形,同时还能有效地控制最终的变形量,并能明显降低管周土压力,使加筋防护达到理想的效果。该成果可为长期处于类似交通荷载等复杂荷载作用下埋地管道的设计和防护提供理论支撑。     

基于加筋路基中筋材应力性状的土工格室改进铺设方法

确定土工格室加筋路基中筋材内部的应力性状是控制工程成本、有效发挥土工格室加筋作用的关键因素。首先通过室内试验确定高强土工格室材料的应力-应变关系并以此确定其本构模型,而后基于ABAQUS有限元软件,采用分离式分析法分别建立土工格室及路基的计算模型,对多层土工格室加筋路基进行有限元分析。通过添加土工格室前后情况对比,改变土工格室的加筋层数进行分析,研究不同铺设层数的土工格室对路基沉降及侧向位移的影响。通过分析多层土工格室加筋路基内部筋材的拉应力性状,提出一种改进的铺设方法,并建立了有限元模型进行验证。结果表明:添加土工格室能够有效限制路基沉降及侧向位移,使路基的整体稳定性得到提高,具体表现为铺设1层土工格室时,路基中线处的竖向位移可减小36.2%,坡脚处的水平位移可减小74.8%,且路基的稳定性与土工格室铺设层数呈正相关。土工格室筋材内部拉应力由路基中线向路基两侧呈逐渐减小的趋势,在路基边缘位置已趋于零。采用多层土工格室加筋时,最底层的土工格室和最上层的土工格室承受较大的拉应力。在此规律的基础上,采用改进的土工格室铺设方法,在最大节约30%筋材的前提下,可取得大致相同的加筋效果。     

桩承式加筋路基沉降的有限元分析

针对桩承式加筋路基的特点,利用Ansys有限元软件,建立了简化分析模型.路基填料下部结构采用Winkler弹性地基模型,将桩体以及桩间土简化为不同弹性常数的弹簧.有限元计算结果与模型试验数据进行了对比,取得了较好的一致性.有限元参数分析表明,路基沉降变形随路基填料压缩模量、筋材弹性模量以及桩反力系数的增加而减少,当以上参数减小到一定程度时,将对路基沉降的影响变得十分有限,且增加筋材层数对路基沉降的影响是可以忽略的.     

高填方路堤最佳加筋方案的确定及稳定性分析

研究在高填方路堤中铺设土工合成材料的最佳加筋位置的确定方法. 基于极限平衡理论,采用在土内加筋的方法增加剪切面上的正应力以提高土体的抗剪强度,从而改进了加筋路堤. 获得了确定最佳加筋位置的方法,并利用计算机进行滑动面搜索确定了最佳加筋方案. 通过对8种典型黄土加筋高填方路堤的稳定性分析与最佳加筋位置的应用分析,验证了此方法的可行性和筋材的加筋位置及其效果.     

土工合成材料加筋设计过程和存在问题分析

进入到新世纪以来,随着我国市场经济水平的迅速提升,我国的公路工程、建筑工程等工程项目也得到了迅速的发展。众所周知,在软土地基上进行建筑物的施工过程是比较困难的,建筑物的承载力不足并且十分容易出现建筑物沉降的现象,这就加快了土工合成材料加筋地基的出现,土工合成材料加筋地基可以有效的减少建筑物的沉降并且提高软土地基的承载力,同时还具有施工成本低、施工方法简单并且快捷的特点。在当代的工程项目,土工合成材料加筋地基在路堤、海堤、房屋建筑以及围堰和油罐等等基础地基的加筋的过程中被广泛的应用。本文便对土工合成材料加筋的作用机理、土工合成材料加筋的布置形式以及土工合成材料加筋的设计分析方法三个方面的内容进行了详细的探析,从而详细的分析了土工合成材料加筋的设计过程及关键问题。     

局部静荷载作用下加筋对土拱效应的影响

为探究局部静荷载作用下加筋对土拱效应的影响,利用铝棒相似土作为填料,设置4种不同的筋材布置方式,开展了平面应变活动门试验.试验结果表明,在自重和局部静荷载作用下,筋材的使用明显地减少了土拱的退化.与无筋情况不同,筋材的存在使得土拱在卸载阶段仍继续退化.当筋材总刚度基本相同时,垫层上、下方铺设两层筋材的方式有利于土拱的发...     

土工合成材料加筋土结构的蠕变耐久性研究

在对土工合成材料无约束条件下的蠕变规律和蠕变时的应力-应变-时间关系进行研究的基础上,结合加筋土结构内筋材的受力特点,建立加筋土结构内筋材蠕变伸长量和最大应变的计算方法;根据筋材蠕变对加筋土结构功能和安全性的影响,提出土工合成材料加筋土结构的蠕变耐久性评估的筋材应变控制准则和结构侧向变形控制准则,并提出相应的耐久性预测方法,最后通过实例分析验证了方法的可行性.     

土工格栅加筋地基承载特性数值分析

为研究加筋地基承载性能,基于已有室内试验结果采用有限差分法建立加筋地基数值模型,分析竖向荷载下土工格栅加筋地基的力学特性及加筋层数对土体的荷载-沉降变形特性、应力分布及土工格栅位移的影响,探讨筋土结构的内部土体和土工格栅应力位移场的演变规律,引入承载力提高系数综合分析加筋层数对加筋地基的沉降及承载力的影响。研究表明:在竖向荷载作用下,地基土体呈拱状不均匀沉降,基础两侧土体隆起变形,加筋后能够改善地基的不均匀沉降及减小侧向变形,约束基础两侧土体的隆起;土工格栅具有良好的应力扩散作用,加筋地基的承载力随着加筋层数的增加而增加,但增长幅度逐渐变缓,加筋层数为4层时承载力最高,为最佳加筋层数;土工格栅的有效埋深约为1.5B(B为基础宽度),当筋材埋深超出筋材有效深度影响范围,筋材的加筋作用不再增强。     

土工合成材料在改建路基上的应用

本文介绍了土工合成材料的工作机理、使用方法及铺设工艺。通过实体工程的检验表明,土工合成材料在处理加宽路基时具有良好的效果。     

再生混凝土骨料包裹桩复合地基承载特性及计算理论

为了研究再生混凝土骨料包裹桩复合地基的承载性能,开展了复合地基承载特性的模型试验.试验结果表明：再生混凝土骨料包裹桩复合地基能明显提高被加固土体的承载特性;在进行再生混凝土骨料包裹桩复合地基设计时单桩长径比宜为6~8,桩径宜为800~1200 mm,土工材料包裹长度宜为5~6倍桩径,包裹材料刚度宜为1000~4500 kN/m,在设计桩间距时,最优置换率宜选取在10%~20%之间;桩体底端与顶端应力之比随承压板顶面位移的增大逐渐稳定在15%~20%左右;再生混凝土骨料包裹桩侧土压力由桩顶向下呈先增大后减小的现象,最大应力出现在距桩顶约300 mm（3d）深度处;根据再生混凝土骨料包裹桩复合地基桩、土和土工包裹材料的变形协调原理,及桩体的鼓胀变形特性对再生混凝土骨料包裹桩复合地基承载力计算公式进行了推导,所得结论可为新型复合地基的设计提供依据。     

纤维增强混凝土局部抗压性能试验

基于斜向预应力混凝土道面锚固区应力复杂、混凝土抗裂性能差的特点,开展了纤维混凝土试件局部抗压性能试验,得到了纤维混凝土试件在局部荷载作用下的典型破坏模式,分析了支撑状态、纤维掺量对开裂强度和极限抗压强度的影响,揭示了纤维混凝土在局部受压条件下的破坏机理,并基于拉-压杆模型得到了带孔纤维增强混凝土局部受压承载力提高系数.结果表明试件支撑状态和纤维掺量均显著影响局部抗压承载力和破坏模式;对于相同的支撑状态,随着纤维掺量的增大,试件局部抗压能力逐渐增大;对于相同的纤维掺量,底部完全支撑时试件局部抗压承载力显著高于底部部分支撑状态下的承载力;局部受压面积比、预留孔道尺寸显著影响纤维混凝土试件的局部承载力提高系数.     

土工格室+碎石垫层结构体的稳定性分析

传统的圆弧条分法未能充分考虑加筋材料对于软基稳定性的影响，其计算结果偏于保守。通过对土工格室 碎石垫层处理的软弱路基和一般加筋软弱路基的加固机理以及破坏模式的比较分析，提出采用极限承载力概念的滑块平衡分析法对加筋路基的稳定性进行分析。其工程实例计算结果表明，该方法更符合土工格室 碎石垫层处理的软弱路基的真实可能破坏机理，是一种合理简便的方法。     

竖向加筋砂土地基承载力的模型试验研究

采用模型试验结合数字照相无标点变形量测技术对竖向加筋砂土条形地基的承载力、土压力分布、加筋机理、破坏模式等方面进行了实验研究.结果表明,竖向加筋体长度与加筋体距基础中心点距离对承载力与土压力分布影响较大,竖向加筋地基的加筋机理主要有侧限和阻隔作用,破坏模式取决于竖向加筋体的位置和长度.     

高温下混凝土T形柱正截面承载力分析

利用有限元软件实现了钢筋混凝土T形柱构件正截面承载力变形全过程模拟,计算结果与试验数据吻合良好,在此基础之上,将不同温度下混凝土和钢筋的本构关系代入T形柱有限元模型,重点分析了不同温度下钢筋混凝土T形柱构件的正截面承载能力和变形能力,初步研究了火灾对混凝土T形柱构件正截面承载能力的影响,为异形柱构件耐火性能研究提供了依...     

土工合成材料在山区高速公路中的应用

结合山区高速公路工程实际,针对路基填挖结合、道路边坡防护、路面层间结合、道路排水等问题,探讨了土工布、土工网和土工格栅等土工合成材料在山区高速公路中的隔离、防渗、加筋补强、过滤、排水和防止裂缝合理应用方式。     

碳纤维板加固桥梁的承载性能（英文）

为了探究碳纤维板对桥梁承载性能的影响，利用Midas Civil软件建立了东苕溪大桥模型，并对各桥段进行了下沉形变、抗剪承载力、抗扭承载力的计算分析，划定出易受剪切破坏区域.在易受破坏的区域添加碳纤维板，分别对原桥体和加固碳纤维板桥体进行数值分析，结果表明，加固碳纤维板桥体的承载性能明显提升，其中沉降幅度降低27%,抗剪抗扭能力提升10%.     

MICP加固对海上风机单桩基础静力特性的影响

为研究微生物诱发方解石沉淀(MICP)加固技术对大直径单桩静力特性的影响,采用数值模拟方法分析MICP加固浅层土体后单桩基础的承载力、变形模式、内力分布等静力特性,并对不同加固范围、加固形状、加固强度进行敏感性分析。结果表明：使用MICP加固土体可以有效提升单桩承载力(最高达70%);加固不改变单桩变形模式,但桩周土体变形区域范围有所变化;加固可改善单桩内力分布;对于不同加固范围,加固深度超过1倍桩直径后对于提升承载力影响很小;加固半径超过3倍桩直径后对于提高单桩承载力作用较小;对于不同加固形状,承载力由大到小依次是圆柱状、倒锥状、正锥状。加固土体强度增加时,单桩承载力亦随之增加。     

钢筋与 FRP 筋混杂配筋混凝土梁的抗弯性能

为了在试验基础上研究钢筋与纤维增强复合材料(fibre reinforced plastic, FRP)筋混杂配筋梁的抗弯性能, 运用有限元软件 ABAQUS 对已有混杂 FRP 筋试验梁进行建模和非线性分析, 研究了 FRP 筋种类、混凝土强度、等效配筋率等因素的影响. 基于有限元结果拟合出了适筋破坏时混杂 FRP 筋梁的 FRP 筋应力表达式和承载力计算公式, 并运用已有试验数据验证其正确性. 结果表明: 等效配筋率对混杂 FRP 筋梁的承载能力和变形性能影响最为显著, 其次为 FRP 筋种类; 混凝土强度对承载力有一定的影响, 但对刚度影响较为有限;