三向土工格栅加筋道砟界面宏细观特性离散元研究

为研究拉拔荷载作用下格栅-道砟界面宏细观力学响应,基于离散元数值模拟,建立三向土工格栅加筋道砟的拉拔试验数值模型,揭示了格栅轴力及格栅分段应变的发展规律、拟合分析统计区域颗粒间法向接触力的演化。研究结果表明,拉拔荷载主要由格栅前端横肋承担,道砟间接触力及各向异性演化决定颗粒间宏观力学性质。

三向土工格栅在生态加筋土挡墙中的应用

生态加筋挡土墙因其具有安全稳定、节约占地等优点,在边坡治理工程中被大量应用。为研究三向土工格栅在生态加筋挡墙中的应用效果,基于抽水蓄能电站边坡治理工程进行研究,结果表明:三向土工格栅的应用克服了传统生态加筋土挡墙中单向土工格栅导致结构不稳定、水土流失严重的问题。工程应用成果产生了良好的社会与经济效益,为边坡治理工程提供了一定参考。

三向土工格栅筋-土界面特性拉拔试验研究

现有关于格栅与土的筋-土界面特性研究多以单、双向格栅为研究对象,而对三向土工格栅筋-土界面特性开展的试验研究较少。以三向土工格栅为研究对象并考虑0°和90°两种拉拔方向的影响(记为TX_0工况和TX_90工况),开展了一系列室内拉拔试验,通过对三向土工格栅沿拉拔方向4个断面的位移进行量测,分析了格栅拉伸应变、筋-土相对位移、界面摩阻力分布及格栅变形与破坏模式,并分别从峰值剪切强度和残余剪切强度两个方面对筋-土界面强度参数和表观摩擦系数的变化规律进行了探讨。研究结果表明:由于平面外挠曲变形的影响,TX_0工况下横肋的嵌锁作用随法向应力增大而增强,从而使TX_0工况的拉拔性能逐渐优于TX_90工况;拉拔过程中,筋-土界面摩阻力的发挥是一个渐进的过程,其分布形式不断发生调整,筋-土界面呈弹塑性-软化特征;TX_0工况的筋-土界面摩擦角显著大于TX_90工况,黏聚力则刚好相反,法向应力较高时TX_0工况的筋-土界面强度更高,更有利于材料性能的发挥。

三向土工格栅筋土界面及摩擦特性的离散元模拟

为研究筋土界面细观结构演化并定量评价格栅摩擦特性对加筋性能的影响,建立三维离散元模型,运用"clump"较真实地模拟了三向格栅的增强型节点。通过分析拉拔荷载下界面内颗粒及筋材的力学响应,并将其与前人模型试验及理论分析结果进行对比,验证了文中模型的准确性,得出了局部孔隙率以及配位数等细观参数的变化规律。分析格栅表面摩擦系数参数发现,表观黏聚力与摩擦系数具有正相关性,当摩擦系数达到一定值时摩擦角不再增长。统计结果表明,宏观上界面强度提高可归因于细观上的组构优化。分析筋土界面采用的方法和所得的结果可为加筋土结构机制分析提供新的认识。

三向土工格栅变形及筋土界面特性试验研究

为探讨三向土工格栅的筋土界面特性,以三向土工格栅为研究对象,考虑0°和90°两种拉拔方向(分别记为TX_0工况和TX_90工况)的影响,开展了一系列室内拉拔试验.通过对格栅试样沿拉拔方向4个断面的位移进行监测,研究了三向土工格栅的拉拔力-拉拔位移关系、分段变形特性、三向土工格栅的筋土界面剪胀(缩)特性、平均摩阻力-相对位移特征以及拉拔方向对筋土界面强度参数的影响.研究结果表明:填砂压实度对三向土工格栅拉拔力和筋土界面剪胀(缩)特性的影响显著;法向应力越高,筋土界面剪缩性越大,而剪胀性越小,达到最大剪缩(胀)量所需的剪切位移也越大;筋土界面摩阻力的发挥是一个渐进的过程,呈弹塑性-软化特征;法向应力高于20 k Pa时,TX_0工况的筋土界面强度较TX_90工况更高.

浅议三向土工格栅加固蓄水池地基施工应用

阐述了三向土工格栅与土体相互作用的机理,介绍了三向土工格栅加固蓄水池地基施工工艺及质量控制措施,解决了敞开式蓄水池在含水率较高的粉质粘土地质条件施工时,地基承载力不足的问题,并且节省了大量材料,取得了良好的经济效益。

三向土工格栅性能及在京石高速公路中的应用

介绍了土工格栅的特性、作用,通过试验分析发现,三向土工格栅具有防止路基沉降的作用,是增加路基寿命的理想产品。在京石高速公路改造项目中,通过大面积使用三向土工格栅,提高了填土路基的稳定性及耐久性,产生了良好的社会效益。

渗流条件下土工格栅加筋尾矿坝稳定性分析

为了解三向土工格栅加筋对尾矿坝加固的影响,明确其加固效果,以某一等尾矿库主坝为背景,利用ABAQUS软件并基于强度折减法对此尾矿堆积坝进行了土工格栅加筋稳定性计算,探讨了渗流作用下常规坝体增高、三向土工格栅加筋加高、干滩长度对坝体稳定性的影响。研究结果表明:常规加高及干滩长度减小均会使浸润线埋深和坝体安全系数降低;三向土工格栅加筋尾矿坝对有效降低坝体浸润线、改善整体稳定性,对堆积坝整体加筋对提高坝体稳定性作用更显著。研究成果可为加筋堆积坝稳定性提供参考。

基于灰色模型的土工格栅光氧老化作用研究

为研究聚丙烯三向土工格栅光氧老化作用下的力学特性,利用氙灯耐气候老化试验箱开展了室内光氧老化试验,测得不同光氧老化时长的土工格栅抗拉强度和断裂伸长率,得到了三向土工格栅老化后的力学性能变化的规律。试验结果表明:紫外辐射照度对聚丙烯三向土工格栅的老化程度影响较大,格栅的抗拉强度和断裂伸长率均有所下降,光氧老化700 h时抗拉强度保持率试验值为66.21%,断裂伸长率保持率试验值为60.42%。在试验的基础上,基于灰色预测模型对光氧老化后的力学性能指标进行长期预测,预测曲线拟合效果均较好,光氧老化时间超过1 100 h时抗拉强度和断裂伸长率均低于原格栅的50%,为三向土工格栅的工程实践提供试验依据。

新型土工格栅的力学性能及应用前景

介绍了新型三向土工格栅在性能上相对于双向土工格栅的优越性。三向土工格栅不仅改进了肋条的截面和网孔的形状,而且增强了节点的整体性和有效性。三向土工格栅在三个方向上都具有很高的刚度,从而真正地做到接近各向同性材料,并能在360°范围内有效传递荷载。英国交通研究室的行车试验和英国建筑研究院的承载力试验分别证明了三向土工格栅在降低沉降量和增强承载力方面有很大的提高。最后展望了三向土工格栅将会在桩承式路堤加筋、地基加固、铺面工程、铁道道床加筋和加筋土陡边坡等方面的应用前景。

土工合成材料与砂土界面摩擦特性分析

三向土工格栅作为一种新型土工材料已广泛应用于工程实践中,但其理论研究相对落后于实践。通过大型直剪仪,研究了不同强度的单向土工格栅、双向土工格栅、三向土工格栅、玻纤土工格栅和土工布与砂土界面在直接剪切时的相互作用特性,对比分析了上述5种土工合成材料在不同法向应力及剪切速率下的摩擦性能。结果表明,三向土工格栅与砂土界面的剪应力随着剪切速率的增加而减小,在同一法向应力下,三向土工格栅的剪切应力值明显大于单向和双向土工格栅。

加筋褥垫层在灰土挤密桩复合地基中的应用

通过对建筑条形地基下的灰土挤密桩复合地基加筋褥垫层的现场试验,对桩顶、桩间土应力、三向土工格栅应变等项目进行了测试,得到了在桩土应力比、三向土工格栅应变随建设高度的变化过程线。通过现场试验表明,建筑条形地基下加筋褥垫层灰土挤密桩复合地基中,在不同位置桩顶应力、桩间土应力有不同的变化趋势;桩间土的变化趋势也有不同,在柱下、条形基础交接处中心达到最大值。通过柔性位移计对土工格栅的变形进行量测,得到土工格栅在纵向、横向、斜向的应变变化过程线,试验表明:不同位置的土工格栅的应变变化过程线差异较大,在柱下、条形基础交接处中心达到最大值。同一位置的3个不同方向应变变化过程线也有差异,柱下条形基础交接中心处斜向肋条受力最大。

基于大型直剪的砂土及其筋土界面剪胀性研究

采用大型直剪仪,对三向土工格栅加筋北京地区砂土的界面剪胀特性进行了试验研究,通过大型直剪试验模拟砂土加筋时的剪切作用过程,得出了以下结论:1砂土在剪切过程中都是由短暂的剪缩效应发展为稳定的剪胀效应;2在低含水率时砂土的剪胀效应较明显,随着含水率的增加,剪胀效应有一个先降低后升高的过程,当含水率增大到12%且竖向应力为215~323k Pa时,砂土的剪胀效应会超过含水率为2.5%时的剪胀效应;3当竖向压力小,砂土较为松散时,砂土基本没有剪胀效应,但是随着竖向压力的增大,砂土的剪胀效应经历从无到有并且是先升高后降低的过程。当竖向应力在215~323k Pa时剪胀效应最显著;4格栅加筋可以降低砂土的剪胀效应,并且压力越大降低效果越明显。

光氧老化对加筋砂土地基承载力的影响

为了解光氧老化对三向土工格栅加筋土地基承载力的影响,首先用耐气候老化试验箱对三向土工格栅进行光氧老化,随后采用老化好的土工格栅展开加筋地基平板载荷试验。通过与素土和未经老化的三向土工格栅加筋地基承载力对比,分析老化对土工格栅加筋地基承载力的影响程度。结果表明:铺设老化土工格栅与铺设未经老化土工格栅地基相比,极限承载力降低了11.8%,沉降量增加了5.3%;在同一点处,铺设老化土工格栅地基中的土压力比铺设未老化土工格栅地基中的土压力大,但比素土地基中的土压力要小。

网孔形状影响格栅道砟界面特性的细观分析

为分析格栅-道砟界面力学响应以及网孔形状对格栅加筋性能的影响,采用颗粒流软件对三向和双向土工格栅拉拔过程进行了仿真分析,揭示了剪切带形成演化机制和剪切带内粒间接触力细观组构特征;同时,从格栅原材料用量角度入手,比较两种网孔形式土工格栅加筋性能.结果表明:界面强度不单受控于网孔有效面积,格栅拉拔力呈现出法向应力高度敏感性,实际工程中应根据荷载工况合理选择土工格栅网孔形状.

特大排水暗涵及道路通过高填方施工控制

在市政排水暗涵工程的施工中,高填方施工是整个工程中关键的一部分。然而,目前特大排水暗涵以及道路通过高填方路基的施工中存在较多的问题。为保证工程在施工中的质量,需要结合工程现场的实际情况对高填方路基的施工方案进行科学合理的控制。文章结合怀柔小泉河分洪渠施工工程,对特大排水暗涵及道路通过高填方施工的方案进行研究,希望为今后该工程的施工提供一定的参考与指导。

软土地基处理方案在道路工程中的应用

工程区位于东莞市长安新区,需先行建设一条进场道路,以便于进场管理、施工。地貌属近海滩涂围垦区,只有鱼塘边的简易塘埂路供人行走,属于软土地基,易发生沉降。为了提高地基承载力,确保路基安全稳定性及工后沉降满足规范要求,需对软土地基进行处理,以便加快地基固结沉降速度、减少沉降时间。

带连系梁的桩承式加筋路堤三维数值模拟分析

针对传统桩承式加筋路堤应用中存在的问题,结合新型三向土工格栅高强度和刚度的特点,在桩顶设置连系梁并对格栅铺设工艺加以改进.通过数值模拟对改进前、后的桩承式加筋路堤的受力和位移进行对比分析.结果表明:相对于普通加筋,采用改进的桩承式加筋路堤模式可以减小路堤的不均匀沉降和侧向位移,提高格栅的利用效率,有效约束路基侧向位移,提高桩体协同工作能力,改善边桩受力.

建筑垃圾填料与土工合成材料加筋剪切性能研究

针对不同掺量建筑垃圾废弃混凝土与砂土混合作为路基填料,通过大型土工合成材料直剪仪,对不同掺量混合土以及铺设三向土工格栅、土工格室筋材后的加筋体分别进行剪切性能分析.试验结果表明:只掺入建筑垃圾填料时,其掺量为40%或60%能有效提高抗剪强度,其抗剪强度最高可达纯砂的1.5倍;根据界面剪切强度系数得出掺入过多或者过少建筑垃圾填料都会削弱整体抗剪性能;掺入一定的建筑垃圾填料再与土工合成材料进行复合加筋,总体而言土工格室复合加筋效果优于三向土工格栅,并且当建筑垃圾填料掺量为60%时,与土工格室进行复合加筋,其抗剪强度是纯砂的1.6倍,抗剪性能较优.