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.     

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。     

加筋土垫层及挡墙在堆山设计中的应用

加筋土挡墙是利用加筋土技术修建的一种支挡结构物,是通过筋带与填土之间的摩擦作用,改善土体的变形条件和提高土体的工程性能,从而达到加固、稳定土体的目的。本文介绍的是某度假酒店挡土墙的选型和设计过程,应用的恰好是加筋土挡土墙结构和振动沉管碎石桩地基处理技术。为了提高地基土强度,需加快土中水的排泄,并可达到缩短工期,减少工后沉降。利用高填土自身的重量作为地基加载、地基中设置砂石桩作为排水压实固结通道,和土工加筋砂石垫层相结合的新型复合地基处理方法加固地基土,使地基土满足上部结构的要求。在填土中加筋可有效地提高土体的地基承载力,减少地基竖向沉降量,提高填土层的整体稳定性。     

生态加筋土高挡墙长期变形的现场试验分析

为研究生态加筋土高挡墙的长期变形特性,结合高填方支挡工程,采用钢塑土工格栅作为加筋材料,混凝土砌块作为挡墙面板,筋材与面板锚固相连共同受力,进行了生态加筋土高挡墙的现场试验,分析挡墙顶部、中部及墙后填土的垂直和水平位移的长期变形规律。结果表明:工后挡墙顶部最大沉降为3 mm,最大水平位移为44 mm,位于挡墙中部。整个生态加筋土挡墙的变形特征为从墙顶往下呈鼓状膨胀发展,挡墙中部位移发展最大;加筋挡墙中部水平位移速率远大于挡墙顶部,但在工后200 d挡墙中部水平位移已收敛稳定,而挡墙顶部的水平位移在工后200~650 d仍处于动态微量增长中。     

蠕变土工格栅加筋砂垫层承载力试验研究

为了探究土工格栅的蠕变性能对加紧砂垫层承载力的影响,本文采用大型土工槽对不同抗拉强度的双向土工格栅开展无侧限蠕变试验及加筋土模型试验,对比了土工格栅蠕变前后的加筋砂土地基的承载特性。试验结果表明：土工格栅的加入将提高地基承载力,在长期荷载作用下,应考虑土工格栅蠕变对地基承载特性带来的影响。土工格栅在加载初期的蠕变效应对加筋地基沉降影响不大,当荷载超过承载力影响初始荷载时,土工格栅开始出现蠕变效应。     

蠕变作用对土工格栅加筋土界面特性影响的研究

为了研究土工格栅的蠕变特性对加筋土界面特性的影响,采用蠕变试验设备及大型直剪试验装置,以两种常用的双向土工格栅为研究对象开展加筋土界面特性试验研究,分析了蠕变作用对土工格栅加筋土的筋土界面工作性能的影响规律。试验结果表明,与纯砂相比,土工格栅加筋后试样内摩擦角变化较小、黏聚力增大,土体的抗剪强度提高;与未蠕变土工格栅加筋砂土相比,蠕变后的土工格栅黏聚力降低,且蠕变加载等级越高,黏聚力下降越多;蠕变加载等级为极限荷载的40%时,土工格栅加筋土的黏聚力下降约30%。在同样的加载等级下,初始抗拉强度较低土工格栅的蠕变变形较初始抗拉强度较高的土工格栅蠕变应变略小。     

基于离散-连续耦合的加筋包裹碎石桩承载机理分析

为了分析土工格栅包裹碎石桩的颗粒散体受力特性及桩体变形机理,基于室内试验结果建立离散-连续耦合模型,分析应力在桩体中的传递规律、径向应力系数的相关影响因素、桩体和土工格栅中力链的发展规律以及加筋碎石桩的破坏模式。结果表明：碎石桩的径向应力系数(被动土压力系数)并非定值,桩体破坏时径向应力系数较加载初期最大下降44.8%;径向应力系数变化的根本原因是碎石桩骨架受力结构的变化;全长加筋包裹碎石桩的破坏模式为顶部鼓胀破坏,其细观表现为桩顶部位孔隙率增大,格栅力链大面积断裂,碎石颗粒产生大幅度侧向位移;在承载过程中,格栅横肋提供显著的约束应力而格栅纵肋受力极小,主要作用为固定和支撑格栅横肋。     

软土地基加筋土挡墙应力应变分析

文章以实际工程为研究背景,通过小比例的软土地基加筋土挡墙模型试验,量测获取了软土地基上加筋土挡土墙的应力应变数据,分析了地基和挡墙的应力应变分布和变化规律,探讨了软土地基上加筋土挡墙的工作性状及其稳定性。     

包裹式加筋土挡墙的离心模型试验

为评价建造在软土地基上的包裹式加筋土挡墙稳定性,进行了自重加载条件下的离心模型试验,研究了地基土排水固结对挡墙变形的影响.试验结果表明:筋材为挡墙提供了有效的侧向约束,并能调整土体中的应力分布;挡墙施工完毕后,软土地基的固结会导致挡墙产生以沉降为主的长期变形,工后沉降约占总沉降的25%,设计加筋土挡墙时因考虑软土地基固结的影响.     

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.     

加筋土挡墙滑动破裂面的大型模型试验

通过对加筋土模型挡墙加载破坏现象的观察和破坏后裂缝的逐层剖析,提出了加筋土挡墙新的破裂面形式,认为具有上覆荷载的加筋土结构应存在两组潜在的滑动破裂面,它们都属折线形复合式滑裂面,其下部倾斜部分均为朗金破裂面,而上部分别为过均布荷载中心及过承载板之后加筋体拉裂区后部界面的竖直平面.它们比传统的0.3H法及朗金破裂面更具有普遍性.     

土工格栅拉拔试验及筋材受力特性分析

为了研究土工格栅的筋土界面作用特性与受力变形特征,利用自行研发的土工合成材料拉拔试验装置,对土工格栅进行不同竖向荷载的室内拉拔试验,分析格栅不同嵌固长度处的位移及应变特性,以揭示筋土相互作用的受力机理。结果表明,随着拉拔力的增加,土中格栅受力沿着嵌固长度方向发展,格栅前部分的应变持续明显增大;拉拔力沿格栅嵌固长度对周围土体的影响减少减弱,格栅嵌固长度越大,其相对位移与格栅应变越小;随着竖向荷载的增加,土工格栅的应变总趋势是变小;在拉拔力相对较小时,25 k Pa、50 k Pa和75 k Pa竖向荷载作用下格栅应变发展趋势相近,但随着拉拔力的变大,格栅受到土体摩擦力沿嵌固长度扩展,嵌固长度越大格栅后半段变形越少,末段格栅受力越小。     

压实度对加筋土竖向变形影响的试验研究

采用两种土工格栅研究了圆柱体加筋土试样在无侧向约束条件下的压缩性能,通过单级加载/卸载的方式测试了压实度为85%,90%和100%的加筋试样的竖向变形规律.试验得到如下结论:1)提高压实度,可以有效增强加筋土抵抗变形的能力,使土体变形更快地进入稳定状态,且土体后期变形速度曲线也更加平缓;2)压实度对加筋土力学性能的影响与加筋材料的拉伸模量、筋土间的有效接触面积有密切的关系,拉伸模量较高的加筋材料对土体的约束更加有效.     

高速公路拓宽工程中填筑材料对新老路堤变形特性的影响

为解决填挖交界路基非均匀沉降,在填土中分层铺设土工格网等土工加筋材料.基于非线性弹塑性Drucker-Prager模型,采用有限元参数分析方法,结合现场沉降观测资料,探讨路堤填筑材料物理参数对新老路堤附加变形、差异沉降、路堤横坡变化影响规律及土工格栅处治交界处路基非均匀沉降机理.研究结果表明:填筑体压缩模量高且密度低,有利于改善新老路堤不均匀变形和差异沉降的状况;黏聚力c对拓宽路堤竖向附加变形影响较比摩擦角φ大;土工格栅对减小路堤表面的竖向变形效果并不明显,但能有效提高新路堤安全系数及新老路堤的整体稳定性.     

基于拉断破坏的加筋土挡墙土压力分析

通过考虑拉筋存在的影响,应用准粘聚力理论和库仑理论,提出了拉断破坏形式的加筋土挡墙墙背土压力计算公式。研究结果发现:拉断破坏下的加筋土粘聚力具有了增量,提出的加筋土挡墙墙背侧向土压力比经典土压力和变系数法都小,提出的加筋土挡墙侧向土压力都随拉筋垂直间距增加而增加,加筋土挡墙侧向土压力随拉筋抗拉强度增加而减小,与土工格栅加筋土挡墙试验数据基本一致。     

基于强度折减法的加筋挡土墙动力稳定性分析

地震作用下的稳定性是加筋挡土墙的主要设计内容之一.基于拉格朗日有限差分原理与强度折减法,采用FLAC 3D数值模拟软件,对一座高5 m的土工格栅加筋挡土墙进行数值模拟. 分析其动力及强度折减作用下墙面板最终位移、关键点时程位移、土体沉降、各层土工格栅拉力最大值以及单层土工格栅拉力值分布. 结果表明:关键点的位移与折减系数有较好的对应关系,加筋挡土墙处于临界稳定状态下的强度折减系数可作为动力稳定系数,在突破稳定系数后,各项参数值均有明显变化.     

土工袋一体化柔性挡墙结构的性能

土工袋体之间摩擦力不足是造成土工袋挡墙整体性较差的主要原因,现阶段增强土工袋挡墙整体性的研究较少。以传统土工袋挡墙为基础,通过对墙体结构形式进行改良,提出了一种土工袋一体化柔性挡墙结构。结合室内模型试验,研究了以砂土为填料的土工袋一体化柔性挡墙结构在竖向和水平荷载作用下的墙面位移、受拉装置的应力分布规律,并与传统土工袋挡墙和加筋土挡墙进行对比分析,探讨了该挡墙结构水平承载力机制及变形机理,并进行了稳定性分析。该柔性挡墙产生一体化效果并形成连续墙体,有效控制墙面变形,提高墙体抗变形能力,使其稳定性和水平承载力比传统土工袋挡墙高。     

条形荷载下三明治形加筋土挡墙模型试验

为研究一种新型挡墙结构—三明治形加筋土挡墙的受力变形特性,本文采用室内模型试验对比分析了条形荷载作用下三明治形加筋土挡墙与砂土加筋土挡墙的面板水平位移、挡墙沉降、水平土压力、竖向土压力的规律。结果表明：三明治形加筋土挡墙与砂土加筋土挡墙的变形与受力规律相似且差值不大;三明治形加筋土挡墙面板后水平土压力沿着挡墙高度的增加逐渐减小;填筑阶段时,三明治形加筋土挡墙筋材处的竖向土压力沿水平方向呈非线性分布,最大值发生在筋材中后部;加载阶段时,随着距面板的距离增大,筋材处竖向土压力先增大后减小。三明治形加筋土挡墙与砂土加筋土挡墙的变形与受力规律相似,两者性能较为接近。由于三明治形加筋土挡墙的成本较低,在实际工程中是一种较好的替代结构。     

水平-竖向组合式加筋土挡墙土-筋相互作用机理

在水平加筋的基础上布置竖向筋条,实现“立体”加筋,同时使土体和筋条之间的相互作用关系变得更加复杂.采用有限元方法,通过建立加筋土结构模型来分析水平 竖向组合式(H-V)加筋土挡墙中土 筋的相互作用关系,并且运用强度折减系数法,分析水平加筋土挡墙和H-V加筋土挡墙达到极限破坏时的安全系数,同时比较两者达到极限破坏时其塑性区域的分布状况.     

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.