考虑蠕变效应的软土地基加筋土挡墙变形

为探讨加筋土挡墙结构与软土地基共同作用下的长期性能,通过室内蠕变试验研究了土工格栅和软土的蠕变特性,并结合试验所得的蠕变参数建立了考虑蠕变效应的本构模型,在此基础上采用有限元法对一座软土地基上的土工格栅加筋土挡墙实例工程的工作特性进行了分析,研究了考虑加筋材料蠕变的加筋土挡墙长期变形特性.结果表明:文中所建立的数值模型可以较好地模拟软土地基上加筋土挡墙的长期蠕变力学行为;加筋土挡墙侧向位移随时间延长而逐渐增大,侧向位移沿挡土墙墙高分布呈现中部变形大、两端变形小的特征;最大侧向位移的位置随时间而沿墙高上升;受地基变形的影响,各加筋层的最大拉力和最大应变发生位置与目前土工合成材料加筋土挡墙设计理论认为的朗肯破坏面位置不同.文中还通过数值分析得到了不同时间下土工格栅拉力与应变沿墙高的分布规律,为软土地基上加筋土挡墙的设计提供了参考.     

软土路基土工隔栅加筋作用机理研究

通过运用ANSYS有限元分析软件对软土路基土工格栅加筋的作用机理进行了数值模拟,研究了土工格栅加筋对软土地基应力场和位移场分布的影响.从计算结果分析可知,土工格栅堤底加筋对约束浅部地基土水平位移有显著作用,使最大水平位移点移向地基深处,使堤趾水平位移大幅减小,同时对竖向沉降有一定的均衡作用,加筋增强了路堤的整体性和稳定性,对地基承载力的提高也有一定作用.特别是加筋前后地表最大水平位移点的移位,对路堤填筑施工监测有一定借鉴意义.     

土工格栅加筋高路堤边坡稳定性的弹塑性有限元分析

在研究路堤填土施工过程和土体的非线性应力应变关系的基础上, 建立了土工格栅加筋高路堤边坡的有限元分析模型, 并利用该模型对土工格栅加筋高路堤边坡的受力情况、位移和破坏机理进行研究, 分析土工格栅的长度、刚度以及铺设间距等参数对路堤变形的影响. 实验结果表明, 选择模量高, 延伸率适宜的土工格栅对减少路堤侧向位移和提高高路堤的稳定性具有明显效果;随着路堤填土高度的增加, 每层土工格栅所受拉力的最大峰值逐渐移向路堤内部;土工格栅所受的拉力从下往上逐渐减小, 最大拉力出现在堤底第2层上;当路堤边坡较陡时(坡率为1:m, m≤1.0), 土工格栅的加筋长度宜取5.5～8 m;土工格栅的铺设间距宜为60 cm.     

土工格栅加筋坝坡的抗震效果研究

文章应用动力弹塑性分析方法对土工格栅加筋坝坡的抗震效果进行了研究;通过分析强震作用下坝体的地震反应特性,在加速度反应较大的坝坡——坝顶(1/5H)范围,对称铺设土工格栅;根据地震作用后坝体的剪应变、永久位移以及稳定安全系数来评价其抗震加固效果,同时研究了高土石坝加筋后的破坏机理.结果表明,土工格栅加筋能加强坝顶区堆石体...     

土工格栅与土动力相互作用的有限元分析

采用非线性弹簧－阻尼延迟器－质量块系统模拟土工格栅与土动力相互作用,薄单元模拟土工格栅与土接触面的动力变形特性,根据振动台试验结果推导出土工格栅纵肋与土的刚度和接触面的阻尼比,利用助 锚定板试验结果确定土工格栅横肋与土的刚度,并且采用集中刚度法形成接触面总刚,最后,基于该模型编制了模拟加筋材料与土动力相互作用的有限元分析程序G－D,并与加州大学UCLA加筋挡土墙实测值进行了比较,验证了分析模型的合理性,为研究动载作用下土工格栅与土动力相互作用机理提供了理论分析工具。     

地震作用下土工格栅加筋土双边坡动力分析

运用动力响应时程分析和应用理论,结合国内首次出现的对称土工格栅加筋土双边坡实体工程,建立三维有限元分析模型,研究对称土工格栅加筋土双边坡的动态特征。分析在地震加速度下的位移大小、变形情况、拐角处填土剪切应力、坡脚处土工格栅的拉力和结构加速度,以及最大变形、位移部位。通过数值模拟分析得到地震加速度为0.3509g下结构的各项响应值均未超过设计极限值,表明该结构在地震加速度下稳定好、抗震性能好。分析结果能为对称土工格栅加筋土双边坡的抗震设计提供一定的参考价值。     

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。     

HDPE土工格栅加筋土结构的筋材长期强度研究

土工格栅筋材长期强度是加筋土结构设计中的重要参数,其受土工格栅在施工及其使用过程中的施工损伤、蠕变和生物化学侵蚀等因素的影响.为了确定高密度聚乙烯(HDPE)土工格栅筋材在加筋土结构使用过程中的长期强度,进行了相关室内外试验研究,分析了土工格栅在土体介质和空气介质中的拉伸强度及拉伸速率对其强度特性的影响,计算了5种不同级配填料介质中土工格栅施工损伤折减系数,确定了典型土工格栅的蠕变试验方法及蠕变折减系数,探讨了土工格栅的老化折减系数.     

带加强节点土工格栅加筋路堤动力响应的颗粒流分析

采用基于离散元理论的颗粒流软件建立了路堤二维数值模型,研究了交通荷载下无筋路堤、普通土工格栅加筋和带加强节点土工格栅加筋路堤的不同动力响应.通过比较不同工况的位移矢量图和颗粒接触力分布情况,发现由于加强节点的存在,带加强节点的土工格栅比普通土工格栅能更有效地减少路堤顶部的累积沉降,限制边坡的隆起;相比无筋路堤,加筋路堤的加载板正下方颗粒接触力集中形成柱状承载结构,能够有效地将上部荷载均匀传递给下部土体.     

考虑土工格栅蠕变的加筋路堤变形分析

为了明确土工加筋材料蠕变对结构物变形的影响规律,基于有限差分数值分析方法,对不同工况条件下由土工格栅蠕变所造成的路堤加筋结构的变形进行分析。从加筋材料蠕变对路基顶面沉降、路基侧向位移以及土工格栅应变的影响等3个方面进行对比分析。结果表明:在不同工况条件下,土工格栅蠕变对加筋路堤结构物变形的影响显著;路基顶面沉降量、路基侧向位移和加筋材料蠕变应变与路基高度呈正比例关系,与边坡坡率、筋材弹性模量呈反比例关系。     

加筋土挡墙稳定性分析的点安全系数法

采用点安全系数法分析加筋土挡墙的稳定性.在理论分析的基础上,推导岩土体、筋材、筋土界面的点安全系数以及筋材抗拉和抗拔安全系数的计算方法,给出点安全系数法在FLAC3D软件中实现的步骤和FISH命令,并结合工程实例,对比分析强度折减法(SSR)与点安全系数法的差异.研究结果表明:采用点安全系数法不仅可以获得挡墙内各部位的安全状态,而且可以分析筋材的抗拉和抗拔稳定性,便于对影响挡墙稳定性的薄弱环节进行分析,实现规范所要求内外部稳定性计算:而强度折减法主要适用于分析挡墙的整体稳定性:点安全系数法比强度折减法的计算效率高.     

考虑筋土界面软化的三明治形加筋土挡墙地震响应分析

三明治形加筋土挡墙作为一种新型的加筋土结构具有黏土的廉价、取材较方便、砂土界面剪切强度较高等优点。基于室内大型直剪仪研究了地震荷载作用下砂土与格栅界面的动力特性,通过回归分析得到了加筋土挡墙中筋土界面剪切刚度在动荷载作用下呈现剪切软化的变化规律经验公式;然后编制fish语言将该公式导入FLAC_^3D软件中,建立了考虑筋土界面剪切刚度变化规律的三维计算模型。文中分析了加筋土挡墙的各种设计参数(挡墙的高度、筋材的长度、筋材的弹性模量、筋材的间距、面板的类型)对三明治形加筋土挡墙动力特性的影响。结果表明：加筋土挡墙的高度越高,面板的侧向位移越大;当峰值加速度为0.2g时,潜在破裂面交于墙顶接近0.36H,峰值加速度为0.4g时,潜在破裂面交于墙顶接近0.47H;筋材弹性模量的增大和筋材间距的减小能够增加挡墙的抗变形能力,且随着筋材长度的增加,面板最大水平位移逐渐减小;在两种峰值加速度下,模块式面板加筋土挡墙容易发生局部面板鼓胀破坏,而整体式面板加筋土挡墙容易发生整体倾倒破坏。     

路面质量对挡土墙稳定性影响的数值模拟

以104国道界河加筋土挡土墙失稳实例,在对路面与挡土墙相互作用机理分析的基础上,运用数值模拟方法,对车辆荷载下、不同质量的路面对挡土墙稳定性的影响进行分析. 结果表明:路面强度对挡土墙稳定性和变形具有非常敏感的影响;且挡墙越矮,影响越大.     

筋材布设方式对加筋土挡墙动力响应的影响

针对目前加筋土挡墙设计和施工中筋材布设方式大多为等长形的问题,提出一种倒梯形的筋材布设方式,并基于挡墙位移分区理论和有限差分Flac^3D数值模拟,建立加筋土挡墙三维分析模型,探讨不同峰值加速度下3种加筋土挡墙对位移、水平土压力、筋材拉应力及潜在破裂面的影响。结果表明,随峰值加速度增大,挡墙位移逐渐增大,同一荷载作用下,改变筋材布设方式,侧向水平位移减少9.3%,竖向沉降减少5.3%;3种形式挡墙水平土压力相差不大,最大水平土压力分布在挡墙的中下部;筋材拉应力随峰值加速度的增大,沿墙高从单峰型转化为双峰型分布,最大值位于挡墙中下部;潜在破裂面填土区破裂带的形状与筋材的布设方式有关。所提出的倒梯形筋材布设方式对加筋土挡墙的抗震效果更好,可为施工设计中加筋土挡墙筋材布设提供参考。     

加筋间距对加筋挡土墙工作性态的影响

在应用有限差分软件FLAC3D对某工程实例挡土墙成功模拟的基础上,通过改变加筋间距,分析其对挡土墙工作性态的影响.结果表明,挡土墙面板侧向位移及加筋层拉应力随着加筋间距的减小而减小.与极限平衡原理分析的结果比较表明,采用FLAC3D数值模拟能更加精确合理地分析不同的加筋间距对挡土墙稳定性的影响.     

Study on the FEM design of reinforced earth retaining wall with geogrid

At present, limit equilibrium method is often adopted in the design of reinforced earth retaining wall. Geotechnical engineers at home and abroad have done a lot of work to improve the traditional calculation methods in recent years, while there are lots of defects. This paper first identifies the location of failure surface and safety factor through the finite element program of PLAXIS and then analyses the influencing factors of the stability of reinforced earth retaining wall with geogrid. The authors adopt strength reduction FEM in the design and stability analysis of reinforced earth retaining wall and have achieved some satisfying results. Without any assumptions, the new design method can automatically judge the failure mode of reinforced earth retaining wall; can consider the influence of axial tensile stiffness of the reinforcement stripe on the stability of retaining wall; can identify reasonable distance and length of the reinforcement stripe; can choose suitable parameters of reinforcement stripe, including strength, stiffness and pseudo-friction coefficient which makes the design optimal. It is proved through the calculation examples that this method is more reasonable, reliable and economical in the design of reinforced earth retaining wall.     

圬工与加筋土组合式挡墙离心模型试验

以湖北十房(十堰至房县)高速公路某处圬工与加筋土组合式挡墙为研究对象,通过土工离心模型试验技术,研究圬工与加筋土组合式挡墙的变形特性及内部土压力分布,并探讨强筋与弱筋(筋材模量)、长筋与短筋(加筋长度)以及密筋与疏筋(层间距)等参数对组合式挡墙的影响.研究发现:圬工挡墙与加筋土挡墙存在明显的相互影响,上部挡墙荷载使圬工挡墙发生内倾,这一内倾使加筋土挡墙上部水平位移进一步增大,并造成墙体底部土压力分布更不均匀;增大土工格栅模量、增加加筋长度、减小加筋间距,更有利于控制加筋土挡墙的变形;加筋土挡墙内部土压力和墙后水平土压力总体上小于理论值,且受挡墙加筋参数的影响;组合挡土结构的墙顶沉降主要发生在施工期,应加强施工质量控制,保证填土的密实度.     

动力作用下加筋土挡墙的数值模拟

通过引入筋—土、面板—土、面板—面板接触单元，建立由土体单元、接触单元、面板单元和加筋材单元组合的加筋土挡墙有限元模型，用ANSYS对一足尺加筋土挡墙进行了有限元数值模拟．主要研究了地震荷载的频率成分和最大水平加速度对加筋土挡墙地震下性能的影响，得出了一些关于加筋土挡墙动力响应的定性结论．