张克[1]2004年在《土工格栅加筋砂土地基性能的模型试验研究及有限元分析》文中认为土是散粒矿物、水、空气的聚合物，具有很低或者没有抗拉强度。加筋地基是在地基或路堤的适当位置加入具有抗拉能力的土工合成材料而组成的土工结构物。由于加筋的增强效应，将会大大提高地基或路堤的承载力，达到增强稳定性、减少不均匀沉降的目的。土工格栅作为一种新型的土工合成材料，由于具有高抗拉强度、低延伸率、高稳定性等特点而被选作加筋土主要加筋材料。 本论文正是在前人的研究基础之上，以大窑湾25万吨级专用矿石码头工程为背景，选用与实际工程相同的筋材和土料，进行能反映结构实际受力和变形特性的的室内加筋地基模型试验，着重研究了不同影响参数变化条件下加筋地基的性能，并对试验模型进行了数值分析，通过对试验结果的分析和整理得出了很多有益的结论，并提出了建议。论文具体完成的工作： (1) 比较全面的回顾了加筋土结构的发展历史，阐述了国内外在理论研究、模型试验、数值分析等领域的研究现状；介绍了塑料土工格栅及加筋土结构的特点。 (2) 设计了室内加筋地基的模型试验。在静力分步加载条件下研究了模型地基在加筋与不加筋情况下的性能；通过改变加筋层数Ⅳ、加筋长度b、加筋层顶面距基础底面距离u叁个参数，研究了加筋地基性能变化的效果，提出了对于条形浅基础最佳加筋方案。 (3) 对试验结果进行了整理分析，详细评述了现存加筋理论的特点和适用范围，并详细探讨了土与格栅间的相互作用和理想筋材的受力机制，为加筋土更深入的理论研究提供了有益的参考。 (4) 在理论分析与模型试验基础上，利用大型有限元分析软件ANSYS对试验模型进行数值模拟，计算结果表明，静载条件下土工格栅加筋作用使地基土中竖向应力分布更加均匀，水平应力和剪应力均有不同程度的减小，并将计算结果与试验结果进行对比，两者基本吻合。
马立[2]2011年在《基于渐近均匀化理论的土工格栅加筋路堤沉降计算》文中研究说明土工格栅具有优良的材料性能,将其加入路基土中后,土体强度和刚度得到提高,可有效减少路基不均匀沉降和总体沉降、限制侧向位移、防止桥台跳车等。相比一般路基处理方法,土工格栅加筋路堤具有造价低廉、技术简单、施工工期短、对各类地基实用性较好等优点,因此在工程上得到了更加广泛的运用。目前,对土工格栅加筋路堤承载力的研究水平远远高于沉降问题的研究。一些学者对土工格栅加筋土沉降问题进行了模型试验和有限元分析,取得了一些成果,但仍缺乏较为成熟的可直接用于工程计算的理论方法。鉴如此,本文基于渐近均匀化理论提出了一种新的用于计算水平向增强体(土工格栅)复合地基沉降的理论方法。主要研究内容如下:(1)针对土工格栅加筋土具有周期性结构的特点,提出了用于计算加筋路堤沉降的渐近均匀化方法,总结了基于渐近均匀化理论计算宏观有效弹性常数的步骤。(2)以工程实例为原型,利用渐近均匀化程序计算得到的加筋路堤等效模量,采用《公路路基设计规范》沉降计算公式(分层总和法),求得了加筋路堤总体沉降量,与工程实测值进行了对比,证明了其可行性。(3)结合模型试验及工程实例,将渐近均匀化方法求得的复合变形模量计算值与载荷试验的实测值对比表明,渐近均匀化方法计算成果是合理的。(4)结合工程实例,运用渐近均匀化方法分析了土工格栅加筋路堤沉降变形影响因素,结果表明:加筋层间距、土工格栅模量、网格尺寸为一合理值时,加筋效果较好,且土工格栅对于软土加筋效果较明显。通过对工程实例的验算,基于渐近均匀化理论的沉降计算值比实测值约偏大9%,表明该理论用于土工格栅加筋路堤沉降计算是有效的。
许健[3]2007年在《加筋风积砂强度和变形特性的有限元分析》文中研究说明我国西北部沙漠分布广泛,其地貌多为风积砂构成的固定、半固定及活动性沙丘。风积砂作为地基土,易发生剪切破坏,地基承载力较低。针对风积砂土的特点,采用土工格栅作为加筋材料对风积砂土进行加固。土工格栅作为加筋材料,与风积砂土产生摩擦作用,扩散土体的应力,限制土体的侧向位移,从而提高土体的强度和稳定性。本文针对风积砂土特殊的物理力学性质,采用加筋技术提高风积砂土体的抗拔和抗压强度。详细整理风积砂的室外原型实验和室内模型实验数据,将加筋土与素土作比较,以探讨加筋风积砂的强度和变形特性,分析加筋机理。对实验成果进行更深入的分析从而得到加筋风积砂地基的应力分布、竖向沉降和变形规律。分别建立加筋和未加筋叁维模型,利用有限元分析软件ABAQUS对加筋和未加筋风积砂在承压和上拔两种不同情况下分别进行有限元分析,研究加筋和未加筋风积砂在承压和上拔情况下变形和应力的发生、发展,并与室内模拟试验、现场实测结果进行对比。结合相关资料及有限元数值模拟结果,对加筋风积砂的强度和变形特性进行分析研究。再次印证土工格栅作为加筋材料可以提高风积砂土体的抗拔和承压能力,限制扩展基础风积砂地基的变形。
金顺浩[4]2013年在《土工格室加筋土加固机理的研究》文中提出本研究以土工格室为研究对象,通过土工格室加筋土的抗弯承载特性和筋土界面特性的试验研究,探讨土上格室加筋土的加固机理。本研究通过承载力室内模型试验,得到PIV画像解析图片,利用PIV画像解析方法和数字图像处理技术,对地基内部砂的运动,细观结构的图像进行定量和定性分析,得出地基砂土在条形均布荷载作用下,加筋前后各项参数和各种应力、应变场的变化规律。在模型试验中将变形量测系统用于分析加筋地基加载变形破坏的位移、地基内部局部剪应变场的图像,用以研究加筋地基的破坏模式和破坏面发展机理。采用有限元模拟分析地基砂内部的局部应力状态,解析地基砂内外部的应力场、应力路径及内力变化。本研究将基础模型按照实际基础同比例缩小进行加筋土界面特性的试验研究实验,利用拉拔试验装置和位移计测土体内部位移连续变化进程,得到土工格室拉拔抵抗力产生的原理模式图像和土工格栅位移与拉拔抵抗力的分布状况图像,比较分析土工格室和土工格栅的拉拔特性,研究土工格室和土工格栅的位移传递机制。通过静承载力试验和纸状的压力传感器测定应力分布,对补强机理、应力分散效果进行探讨。利用应力测定系统,研究加筋土的网兜效应和抗弯刚性及应力分散效果。最后通过现场简易承载力试验比较不同种类补强材料的补强效果,复核土工格室模型与原型的系统相似定理。本研究利用以上方法,追踪加筋土地基的渐进性变形与破坏过程,捕捉加筋土地基的变形模式、滑动剪切面位置形状和剪切带特征。为研究砂土在拉拔水平荷载下的全场位移和局部位移的产生、发展和演化特点进行了量测和定量分析。PIV画像解析表明无土工格室补强地基内速度向量分布是在载荷板正下方往正中心方向运动显着,速度大,表明载荷板正下方应力集中,土工格室补强地基内速度向量分布是在载荷板正下方出现横方向的运动,速度小且均匀,表明应力集中现象被冲散。变形量测系统分析表明纯砂或无补强时地基内部砂在剪切过程中,最大剪应变的方向均在约10°的破裂线上,而土工格栅加筋土剪应变等值线,即最大剪应变几乎发生在水平方向上,且该水平面与筋材的布置十分一致。有限元模拟分析表明加筋砂土地基内部的高补强效果在局部应力状态已接近破坏状态,且破坏区域扩散后才表现出来。加筋土界面特性研究表明土工格栅应变软化来得快,应变软化开始直接进入到相当小的残留强度状态；而土工格室是应变软化来得迟,先显示出稍高的最大抵抗力,以后应变软化较短,最后表现出相当大的残留强度。土工格室的内部位移是从墙壁近旁开始向后方进行传播,其进展性土工格栅比土工格室更显着。应力扩散试验表明土工格栅、土工格室加筋土地基的应力曲线在中心附近的尖顶分布,而土工格栅配合土工格室加筋土地基的应力曲线在中心附近较宽阔范围内缓慢分布,即后者比前者应力扩散效果好。土工格栅配合土工格室加筋土地基承载力较大,而碎石作为填料使用时,土工格室碎石加筋土地基承载力比土工格栅配合土工格室加筋土地基承载力还大。土工格室与土工格栅主要区别在于,前者因具有一定的厚度,固具有一定的抗弯能力,能有效扩散从上部结构传来的竖向应力；同时发挥类似于“深基础”的作用,大大提高地基的承载能力。实验结果表明,有限元数值模拟的细观力学特性与土体的宏观力学现象密切相关,有限元法数值模拟技术分析研究加筋地基的承载力和变形特性是可行的。物理模型试验PIV图像的细观结构的变化特征,反应了土体的宏观力学响应特性,说明了通过对土体的PIV细观结构变化来反应土体破坏前后的强度和变形的可行性。通过对这两种细观观测结果进行关联性分析,同时与宏观试验结果进行对比分析,结果表明PIV图像的细观结构的变化特征与宏观力学响应特性具有很好的一致性。土工格室作为一种新型建筑材料具有良好适应性(适应多种填料)、良好的经济性(工程项目上应用土工格室最多节约达30%的投资)及良好的稳定性,土工格室工法能有效利用现场土质,减少土石方量,有效削减环境负荷,加快工程进度。对土工格室加筋结构的作用机理的研究还有待深化,提出一种实用的工程设计计算方法是当务之急。
李华明[5]2012年在《高速铁路饱和粉土液化地基抗震加固试验研究》文中认为我国是地震多发国家,历史上发生六级以上地震的地震带多达23个,其中五个地震带非常活跃,这五个地震带正在进入活跃期,其分布区域遍及我国的东北、华北、青藏高原南部和西南地区。大量的宏观震害调查表明：在液化区内,地基土的地震液化是引起上部结构物及构造物破坏的主要原因之一,由于直接振动而引起的结构震害则很少,甚至没有。因此,液化造成灾害的严重性很早就得到了人们的关注。京沪通道是维系我国国民经济发展的大动脉,是连接京津地区和长江叁角洲两大经济区的枢纽,京沪地区GDP占全国总量的40%,沿线人口占全国人口1/4以上。建设京沪高速铁路对缓解既有京沪铁路运力长期严重紧张局面,形成我国铁路客运专线网,促进我国经济社会发展具有重要意义。从京沪高速铁路地层勘查结果看出,该线路须经过大面积液化土区域,且这些区域位于7～9度高烈度区,在地震作用下均可能发生液化。根据“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设计原则,为防止因地震引起的地基土液化、路基破坏和沉降,导致列车长期中断运行,有必要对高速铁路液化土地基抗震加固技术进行深入的研究。本文结合京沪高速铁路的建设,开展了对饱和粉土地基这一类可液化土地基在地震作用下的动力特性研究,提出了一种新型液化土地基-路基抗震加固结构,使用了碎石桩桩网加固工法和CFG桩桩网加固工法对高速铁路饱和粉土液化地基进行了初步设计,并通过室内动叁轴试验、大比例模型振动台试验以及数值模拟等方法,对加固前后的饱和粉土地基动力特性和地基路基整体抗震稳定性进行了深入的研究,得出了以下结论：(1)通过叁轴剪切试验研究了饱和粉土加固前后的静力强度和应力应变特性,试验结果表明：①加固前(干密度1.46g/cm3,下同)的饱和粉土应力应变曲线呈典型应变硬化性曲线,而加固后(干密度1.586g/cm3,下同)的饱和粉土应力应变曲线呈软化型特征；②饱和粉土的抗剪强度随围压的增加而增大,且加固后的饱和粉土各项强度指标均较加固前有所提高,说明固结围压和密实度对于提高饱和粉土的抗剪切变形能力作用显着。(2)通过循环振动叁轴剪切试验,研究了高速铁路饱和粉土液化地基加固前后的液化动力特性,试验结果表明：①饱和粉土动强度和液化强度随围压的增加而增大,随循环震次的增加而减小加固后饱和粉土的动强度和液化强度高于加固前,且围压越低,动强度和液化强度提高幅度越大,围压分别为50kPa、100kPa和150kPa时,加固后的饱和粉土动强度和液化强度分别提高了约5倍、3倍和2倍；②饱和粉土动剪应力比随循环震次的增加而减小,加固后的饱和粉土动剪应力比大于加固前动剪应力比,所不同的是,加固前饱和粉土动剪应力比随围压的增加而增大,而加固后饱和粉土的动剪应力比却随围压的增加而减小,且围压越低,动剪应力比提高幅度越大；③饱和粉土的振动孔压发展规律与初始固结围压无关；加固前饱和粉土孔压发展规律与砂土液化孔压发展规律比较一致,即在振动液化前期,大约占完全液化时间的80%的时间段内,孔压发展相对比较平缓,而在后期剩余的20%的时间段内,孔压迅速上升,并最终达到完全液化；加固后的饱和粉土孔压发展规律则完全不同,其在振动初期仅占完全液化时间的不到1/20的时间段内,孔压比迅速上升至0.6,而在随后的时间段内,孔压发展缓慢,整个孔压发展过程符合典型的幂指数发展规律；④饱和粉土的动剪模量随动剪应变的增加而减小,动剪模量与动剪应变均呈双曲线关系,加固后饱和粉土的动剪模量大于加固前的动剪模量,并且动剪应变越小,动剪模量的提高幅度越大,当动剪应变大于10-2量级时,加固前后饱和粉土的动剪模量逐渐趋于一致；⑤饱和粉土阻尼比随其动剪应变的增大而增大,阻尼比与动剪应变符合双曲线模型,加固后的饱和粉土阻尼比要小于加固前的阻尼比,且动剪应变越大,阻尼比减小幅度越大。(3)针对饱和粉土这一类可液化地基,提出了一种新型液化土地基-路基抗震加固结构,通过大比例模型振动台试验进行了加固效果的验证,申请并获得了相关专利。该结构包括加固桩、水泥级配碎石加筋垫层和加筋土路堤叁部分,整体结构使得桩-水泥级配碎石加筋垫层结构地基与加筋路堤本体联结成一个相互作用的有机整体,增加了地震时地基-水泥级配碎石加筋垫层-路基的变形协调性,大大提高了地基路基的整体抗震性能；参照上述加固结构,以沉降变形为控制原则,分别采用了碎石桩桩网结构和CFG桩桩网结构两种加固形式对京沪高铁饱和粉土液化地基进行了初步设计。(4)通过大比例模型振动台试验,首次对高速铁路饱和粉土液化地基加固前后的响应加速度、超静孔压、剪切变形、垫层和路堤土工格栅应变、地基路基沉降变形和地基内部液化流动等方面进行了综合分析与验证,试验结果表明：①对于同一测点来说,当加载加速度增大时,其响应加速度也随之增大；当加载加速度逐渐增大到一定值时,地基中同一竖直线上各测点的响应加速度随距离振动台台面高度的增加而增大,在黏土层中,响应加速度几乎与台面加速度相当或者增加很小,但在粉土层中,响应加速度的增加速率很快,说明粉土液化对响应加速度起到了放大作用,但黏土层却对此几乎没有影响；②未加固地基的响应加速度放大系数分布云图在两侧路肩之间的地基路基范围内(Ⅰ区)呈现上凸状,并且随加载加速度的增加,上凸愈加明显,尤其是路堤部分放大系数云图更是呈尖凸状,在两侧边坡覆盖范围内(Ⅱ区)响应加速度放大系数分布云图基本呈水平状；而加固后的地基,响应加速度放大系数分布云图在Ⅰ区基本呈现水平状或微凸状分布,在Ⅱ区呈衰减型趋势。这说明加固措施的使用,提高地基路基的整体刚度的一致性,明显减小了路基中心与两侧路肩之间地基路基(Ⅰ区)的响应加速度差异,使得地基路基的动力响应趋于均衡,增加了其整体的抗震性能；③未加固地基和CFG桩桩网加固地基的响应加速度放大倍率随加载加速度的增大而先增大后减小直至趋于稳定,而碎石桩桩网加固地基却表现出与之不同的结果,其响应加速度放大倍率始终随加载加速度的增大而增大；在加载加速度不超过某个定值时,加固后的地基响应加速度倍率明显减小,且碎石桩桩网加固地基减小更为明显,说明碎石桩桩网加固地基更能有效抑制饱和粉土地基的加速度放大效应,提高地基的抗震性能；但当加载加速度超出这个定值时,碎石桩桩网加固地基的抗震效果却反而不及未加固地基,而CFG桩桩网加固地基对饱和粉土地基加速度放大的抑制作用依然优于未加固地基；④同一竖直线上不同埋设深度处的超静孔压随埋设深度的增加而增大,同一水平线上不同位置处的超静孔压随距离路基中心水平距离的增大而减小；随着加载加速度的增加,地基中各点的超静孔压先逐渐增大到某一峰值孔压,然后随加载加速度的增加稍稍减小并趋于稳定,未加固地基、碎石桩桩网结构加固地基和CFG桩桩网加固地基达到超静孔压峰值所对应的加载加速度分别为0.283g、0.252g和0.161g,相同位置处的超静孔压峰值以未加固地基为最大,碎石桩桩网结构次之,CFG桩桩网结构最小,这同时也反映了地基土所承受的上覆有效应力以未加固地基为最大,碎石桩桩网结构次之,CFG桩桩网结构最小⑤叁种类型地基中黏土层的累积侧向剪切位移在各次加载时均处于较小水平,几乎不发生剪切变形。在加载加速度较小,不足以引起地基液化时,粉土层的累积侧向位移也几乎为零,但当加载加速度足以引起地基液化时,叁种类型地基的粉土层累积侧向剪切位移均随距离台面高度的增大而大幅增加；叁种类型地基最大剪切位移均随加载加速度的增大而增加；在加载加速度不大于约0.36g时,碎石桩桩网加固地基的最大剪切位移均小于其他两种类型地基,其抗剪切变形能力最强,CFG桩桩网加固地基次之,未加固地基的抗剪切变形能力最差；当加载加速大于0.36g时,加固处理后的地基最大剪切位移仍小于未加固地基,但碎石桩桩网地基的抗剪切变形能力却要弱于CFG桩桩网加固地基；⑥垫层土工格栅最大应变随加载加速度的增加而先增大后逐渐趋于稳定,在各次加载时,未加固地基和CFG桩桩网加固地基垫层土工格栅最大应变均表现出中间大两侧小的特性,而碎石桩桩网加固地基垫层土工格栅最大应变分布则表现出中间小两侧大的特性,且分布最为均匀,未加固地基垫层土工格栅两侧应变差异最大；⑦未加固地基和碎石桩桩网加固地基的路堤边坡中距离加筋垫层最近的一层土工格栅应变随加载加速度的变化趋势大致与加筋垫层土工格栅随加载加速度的变化趋势一致,但其应变绝对值与加筋垫层的格栅应变相比却很小,除此之外,边坡内其他各层土工格栅基本没有变形；对于CFG桩桩网加固地基,路堤边坡各层土工格栅的应变随加载加速度的变化均与加筋垫层土工格栅的应变发展规律十分相似,最大应变也与加筋垫层格栅应变相差不大,但各层格栅的应变大小却没有规律。⑧随加载加速度的增大,路堤累积变形越来越大,未加固地基的路堤沉降、坡脚水平位移和竖向隆起最大,而加固地基的路堤累积变形明显减小,其中,碎石桩桩网加固地基的路堤变形最小⑨对比叁种类型地基加载结束后的最终累积沉降,未加固地基的最终累积沉降和差异沉降最大,CFG桩桩网加固地基次之,碎石桩桩网加固地基最小；⑩对比叁种类型地基内部液化流动情况,未加固地基除坡脚处发生上浮外,其他各处均有不同程度的下沉；加固后的地基浅层均有不同程度的下沉,地基深层则出现上浮,且同一水平位置的各浮球位移差异不大；对比加固后地基内部浮球位移情况,碎石桩桩网加固地基浅层沉降更小,且比较均匀,深层地基不同深度处桩间土上浮位移量差异最小；(5)引入太沙基固结理论和砂井地基固结Barran解,结合循环振动叁轴剪切试验所得到的液化动力特性和孔压增长曲线,首次推导了碎石桩桩网加固地基在地震作用下的孔压发展和消散的半解析解,计算结果与振动台试验结果一致性较好。(6)采用有限元软件分析计算了加固前后地基液化区域的扩展及其抗震稳定性,结果表明：①在相同级别输入加速度时,加固后的地基液化区域面积较加固前的地基液化区域面积明显减小,同等情况下,碎石桩桩网加固地基的液化区域面积最小,CFG桩桩网加固地基次之；②叁种类型地基路基的抗震稳定性最小安全系数均随输入加速度的增加而减小；未加固地基的整体抗震稳定性最小安全系数在各级输入加速度下均小于1.0,而加固后的地基整体抗震稳定性大幅度提高,在各级输入加速度下其最小安全系数均大于1.5,尤其是CFG桩桩网加固地基的抗震稳定性提高最为显着。
薛荣秋[6]2014年在《土工格栅加筋土挡墙抗震特性与残余变形研究》文中认为加筋土挡墙在工程中的应用逐渐广泛，其变形的控制是确保墙体稳定的重要措施，所以对加筋土挡墙水平位移研究需要进一步完善，尤其是在地震作用下加筋土挡墙的变形特性需要更进一步研究。本文主要研究工作及成果如下：首先，利用应用基于拉格朗日法的完全非线性动力有限差分法FLAC3D软件进行建模分析，研究格栅加筋墙体在地震作用下的抗震特性与残余变形特性。本文采用弹塑性模型模拟格栅间的填土和地基，应用耦合弹性参数描述土工格栅与土接触界面特性，研究地震作用下多种设计参数对整体面板式土工格栅加筋土挡墙结构抗震特性的影响，设计参数包括土工格栅加筋间距、加筋长度与格栅刚度等，分析加筋面板的残余变形分布特性和格栅筋带受力特征，得出加筋墙体残余变形和筋土界面的耦合剪切应力分布规律，以及影响格栅加筋墙体抗震特性的显着因素。其次，基于迭层剪切型模型土箱建立土工格栅加筋土挡墙和未有格栅加筋的挡土墙的两个模型结构采用大型振动台试验研究饱和回填砂土中土工格栅加筋土挡墙的地震反应特性。采用地震侧胀仪测试模型场地剪切波速，考虑地震动强度和近远场地震波动的影响，测试两个模型的墙体加速度、墙体侧向变形、回填土的表面沉降等的地震反应特性。最后，推导地震作用下格栅加筋土挡墙地震残余变形的简化理论计算方法。将加筋土挡墙视为粘结重力式挡土墙来考虑，加筋土挡土墙视为各项异性假设的弹性悬臂梁，墙背承受叁角形水平土压力的作用而产生水平位移；根据瑞利—里兹法推导出静力作用下加筋土挡土墙水平位移的计算公式，在此基础上根据拟静力法推导出动力作用下的加筋土挡墙的水平变形理论计算公式和液化度影响下水平变形理论计算公式；并通过工程实例和实验测试值以及数值计算值相比较，验证方法的合理性与可行性。
李辉[7]2012年在《土工格栅在西藏地区公路改扩建工程中的应用研究》文中提出近年来,随着国民经济持续高速发展,高等级公路的建设正以前所未有的发展速度向前推进,同时,全国各地所修建的高等级公路的交通量也先后达到饱和状态,需要加宽改造。在公路拓宽改造工程中,如何保证新老路基不发生过大的差异沉降,以减轻或避免路面因此而发生变形、开裂,是迫切需要解决的问题。要解决上述问题,可行而经济的办法就是采取合理的路基结构,加强新老路基间的横向联系,使两者整体结合性加强。旧路加宽中,可以采用土工格栅,一方面可以提高新路基的刚度,减少其沉降,从而减少新老路基的差异沉降,另一方面靠土工合成材料的抗拉强度增加加宽部分和旧路基之间结构联系,使两者具有足够的整体性。本文首先结合国道318线西藏大竹卡至日喀则段改扩建工程的实际情况,通过修筑试验路段进行现场测定路基顶面的回弹模量和p-s曲线,验证土工格栅的加筋效果；再在现场试验的基础上,通过有限元软件ANSYS对土工格栅加筋效果进行模拟,分析其在不同加筋层数和间距、路堤高度、加宽宽度的情况下,土工格栅的加筋效果及其规律,得出如下结论：(1)在国道318线西藏大竹卡至日喀则段的公路改扩建工程中,土工格栅对提高新路基的刚度,减少新老路基的差异沉降,增强新老路基的整体性是一种行之有效的方法。(2)土工格栅的加筋层数和间距直接影响土工格栅的加筋效果。选用恰当的加筋层数和间距不仅可以很好得控制新路基顶面的沉降,减少新老路基的不均匀沉降,还可以较好得控制新路基的侧向位移,增强新老路基的整体性。(3)路堤高度和加宽宽度对土工格栅的加筋效果都有较大的影响。随着路堤高度和加宽宽度的增加,土工格栅仍然有加筋效果,但是其加筋效果逐渐变差,这就需根据具体情况,考虑与其他处理方式组合应用。(4)土工格栅的模量对土工格栅的加筋效果有一定的影响。随着土工格栅模量的增加,土工格栅的加筋效果逐渐变好,但是,通过提高土工格栅的模量来提高土工格栅加筋效果的方法所起的作用是有限的,在实际工程中必须做技术经济比较,选择最佳的土工格栅。
杨爱克[8]2015年在《土工格栅用于地下管道防护性能的数值分析》文中提出埋地管道是当今重要的能源运输工具之一,从国家的战略能源运输到家庭的能源供应,埋地管道都扮演着不可代替的角色。由于埋地管道的隐蔽性,当前在管道周边开展的施工等影响给埋地管道的正常使用带来了巨大的安全隐患,尤其是埋地管道遭到破坏时,不仅能够造成严重的直接灾害,即输送物质泄露以及可燃物体的剧烈燃烧,而且还会给周边坏境造成持久的次生灾害。现有的针对埋地管道的防护措施对于其长期的运营环境而言相对被动,因此,当前针对埋地管道防护方法的研究显得尤为重要。本文基于ABAQUS数值分析平台,采用数值分析手段对先期土工格栅用于埋地管道的防护实验进行模拟分析,并将实验监测结果与模拟结果进行了对比分析,结果发现数值解与实验值吻合较为一致,从而验证了数值建模及方法的正确性。进而,在此分析模型基础上,详细对比分析了管道上方载荷作用下埋地管道采用和不采用土工格栅加筋防护性能,数值分析结果表明采用土工格栅加筋防护时对埋地管道的变形及其承载能力影响明显,并由此确定了采用土工格栅防护埋地管道时的最佳埋设参数,即土工格栅的首层最佳埋深和最佳长度分别为0.4b(加载板宽度)和4D(管道外径)为宜;且当管道埋深为3D时,筋材铺设最佳层数3~4层。此外,论文还分析了在不同敷设条件下,埋地管道的应力、应变和位移分布情况,结果发现管道的应力和应变最大值出现在管道45°~90°、270°~315°(以管道垂直正上方为0°点,顺时针增大)范围内,最小值出现在135°~225°范围内。分析土工格栅的应力、应变和位移分布规律时,结果表明加载位置处于格栅正上方时,土工格栅的应力和应变最大值出现在格栅中心点附近,随着远离中心点而逐步减小,位移的最大值同样出现在格栅中心点附近,但分布特征随敷设方式变形而略显不同。论文最后还数值模拟分析了埋地管道上方加载位置的变化对管道性能的影响,结果表明当加载中心点位置距管道中心距离增加时,对埋地管道的变形影响明显,且当加载板中心距管道中心水平距离超过3D时,加载板加载对管道的影响减弱并趋于稳定。
张永清[9]2009年在《山区高速公路路基差异沉降特性与控制措施研究》文中研究指明近年来,我国公路建设发展迅猛,尤其是高等级公路建设取得了长足发展。随着东部经济发达地区高速公路建设的饱和,今后我国高等级公路建设的重点逐渐移向中西部等多山地区。在山区高速公路建设过程中,由于地形起伏大、地质构造复杂,路堤填筑较高,路基工程竣工后容易发生差异沉降。过大的路基差异沉降使得路面结构发生开裂破坏,形成裂缝、错台等病害,直接影响路面结构的使用性和耐久性,路基沉降控制是工程建设中的重要内容。因此,有必要对山区高速公路路基差异沉降特性与控制措施进行深入研究。本文主要研究内容如下：(1)山区高速公路路基沉降模式与特性分析在调研国内外高速公路工程差异沉降病害的基础上,分析了山区高速公路路基沉降机理与沉降模式,针对山区高速公路路基差异沉降影响因素,建立有限元分析模型,对各种条件下的差异沉降进行量化计算,分析地基土性质、地基压缩模量、路基填土高度、路基填料性质、路面结构、填土前后挖方部分沉降变化规律、施工时间等因素对路基沉降的影响,并对其敏感性进行研究。(2)基于结构与功能的路基差异沉降控制指标与标准通过建立路面结构有限元模型对差异沉降作用下路面结构层附加应力进行分析,综合考虑路面结构抗拉破坏性能及抗疲劳破坏性能,并结合道路平整度、排水等功能性要求,提出了基于结构与功能的山区高速公路差异沉降控制标准,并对路基差异沉降进行分级,便于对不同等级的沉降采取合理的处理措施,达到差异沉降主动控制的目的。(3)山区高速公路路基差异沉降处治措施研究结合具体工程实践,在对差异沉降进行分级的基础上,提出了路基差异沉降强夯处理措施、构造物处沉降控制措施、填挖结合部差异沉降土工格栅处治措施,并针对不同级别的差异沉降提出了相应的沉降处治方案。(4)土工格栅处治路基不均匀沉降试验研究以依托工程为基础,选取了试验路段,采取多种土工格栅方案进行沉降处理,埋设沉降观测仪器,通过理论分析与现场试验及观测相结合,研究了降低山区高速公路路基差异沉降的主要技术及其效果；同时结合试验路不同方案,采用离心模型试验对填挖结合处路基土工合成材料的加筋方案进行了观测及对比分析;并对多种方案进行了比选,提出了合理的技术方案。(5)试验路铺筑与沉降观测根据对路基差异沉降处治措施的分析结果,选择相应依托工程进行试验路铺筑,并且制定了施工期及工后沉降观测方案,对山区高速公路沉降变化规律及差异沉降处治措施效果进行观测,为沉降处治措施的推广应用提供依据。论文所分析及提出的针对山区高速公路路基差异沉降特性及沉降控制措施的研究,为以后相关项目的科研、设计、施工及规范的编制提供了较为有价值的技术参考与依据,具有一定的经济效益和社会意义。
陈倩倩[10]2012年在《顶部条形基础作用下加筋挡墙工作机理研究》文中进行了进一步梳理近年来，土工合成材料以其强度高、耐腐蚀、柔性好的特点得到了极为普遍的使用，而其中的土工格栅由于抗拉强度高、延伸率低被越来越多的运用在挡土墙、边坡、路堤、大坝和公路桥梁桥台设计中。尤其是土工格栅加筋挡墙凭借其经济和安全以及施工的简单性，在岩土加固工程中得到了广泛应用。当前，新型加筋挡墙支撑桥台结构具有取代为获得桥台基础足够支撑强度而设桩基础的可能，并通过确保加筋挡墙支撑结构与台背加筋土选用的填料和压实度相同，从而实现柔性加筋桥台和台背加筋土保持基本相同的沉降量，进而以较低成本达到有效控制桥头跳车的目的。然而，同传统加筋挡墙支挡结构相比，GRS挡墙在受力上存在较大差异，即加筋挡墙在靠近面板附近承受较大的来自桥台基础所传递的上部荷载，这对整个加筋桥台结构的工作性能具有重要影响。然而，当前对加筋挡墙顶部受类似桥台基础等条形载荷作用的研究机理非常少。鉴于此，针对顶部受条形基础载荷作用时加筋挡墙的工作性能开展试验和数值模拟研究，比较分析条形基础距挡墙面板的距离对基础承载力、加筋挡墙变形、筋材应力和破坏模式的影响。主要内容包括：（1）基于土工格栅加筋结构优异的工程特性和结构特性，重点论述土工格栅加筋挡墙支撑桥台结构的研究现状。（2）基于顶部受条形基础作用时加筋挡墙结构特点，通过变化基础距面板的距离、基础宽度、筋材长度和筋材与面板的连接模式等因素来综合试验对比分析加筋挡墙结构的工作机理。（3）基于大型数值分析软件Flac3.0和室内模型试验结果，对比验证分析加筋挡墙在顶部受静载作用时的受力与变形特点及工作机理，研究分析不同影响因素下加筋挡墙在顶部条形基础作用下承载能力及结构的变形特点，并分析挡墙的破坏模式。（4）基于试验和数值分析结果，确定基础距离面板的最佳距离，并给出此类结构设计的最佳参数，包括筋材长度、强度、层间距、基础宽度等。
参考文献：
[1]. 土工格栅加筋砂土地基性能的模型试验研究及有限元分析[D]. 张克. 大连理工大学. 2004
[2]. 基于渐近均匀化理论的土工格栅加筋路堤沉降计算[D]. 马立. 湘潭大学. 2011
[3]. 加筋风积砂强度和变形特性的有限元分析[D]. 许健. 内蒙古工业大学. 2007
[4]. 土工格室加筋土加固机理的研究[D]. 金顺浩. 东北林业大学. 2013
[5]. 高速铁路饱和粉土液化地基抗震加固试验研究[D]. 李华明. 西南交通大学. 2012
[6]. 土工格栅加筋土挡墙抗震特性与残余变形研究[D]. 薛荣秋. 江苏科技大学. 2014
[7]. 土工格栅在西藏地区公路改扩建工程中的应用研究[D]. 李辉. 武汉理工大学. 2012
[8]. 土工格栅用于地下管道防护性能的数值分析[D]. 杨爱克. 河北工业大学. 2015
[9]. 山区高速公路路基差异沉降特性与控制措施研究[D]. 张永清. 长安大学. 2009
[10]. 顶部条形基础作用下加筋挡墙工作机理研究[D]. 陈倩倩. 河北工业大学. 2012
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