半正弦循环交通动载下加筋砾性土动力特性研究

为研究交通荷载下加筋砾性土的动力特性,以土工格栅为加筋材料,开展了多级长期循环荷载下无筋、平铺、环形竖向及环形立体组合加筋等不同加筋形式的半正弦循环荷载下加筋饱和砾性土动三轴试验,同时也进行了半正弦循环荷载下土体阻尼比计算公式的推导,并研究了加筋层数和围压对环形立体组合加筋砾性土阻尼比、骨干曲线等动力特性的影响规律。试验结果表明:多级循环荷载下砾性土试样的阻尼比呈现前期增大随后减小的规律,阻尼比在动应变达到1%左右达到峰值,且加筋能够减小砾性土试样的阻尼比;Hardin-Drnevich模型适用于描述加筋砾性土的骨干曲线,且模型参数a、b与围压和加筋层数之间分别存在线性关系和指数关系,基于此提出适用于不同围压、不同加筋层数下环形立体组合加筋砾性土的骨干曲线方程。

静动载下筋材变化对加筋土挡墙性能影响分析

为了研究动静荷载下,加筋长度及筋材类型变化对加筋土挡墙工作性能的影响,进行了7种工况下的加筋土挡墙模型试验,对比分析了加筋土挡墙的水平土压力、水平土压力系数、墙面水平位移和加载板竖向沉降及筋材应变等参数的发展规律。试验结果表明:动载下加筋土挡墙筋材应变随着加载时间的增长、加筋长度的减小、位置高度的增加而增大,且顶层筋材应变远远大于其他层;加筋长度及筋材横肋的减少明显降低挡墙的承载性能,格栅横肋减少导致挡墙极限承载力降低18%,加筋长度减少使面板水平位移最大增大了2.2倍;与静载作用下相比,动载下土工格栅的侧向约束作用及网兜效应能够得到更好地发挥。

交通荷载下加筋砾砂动力特性研究

为研究加筋对砾砂动力特性的影响,在多级长期循环荷载下无筋与加筋饱和砾性土动三轴试验的基础上,分析了加筋对饱和砾砂轴向塑性累积应变、回弹模量、体应变等动力特性的影响规律.试验结果表明:各级循环荷载下砾砂试样的塑性累积应变均呈现出加载前期(振次N≤100)骤然增长,然后逐渐平稳的发展模式.加筋能降低试样的塑性累积应变,提高砾砂的回弹模量.在循环动载作用下砾砂试样会出现体缩现象,且加筋试样的体缩现象更加明显.

土工格室加筋土挡墙大模型静动载试验研究

为了研究土工格室加筋土挡墙在静动荷载作用下的受力变形特性,分别设计在静载和动载作用下的加筋土挡墙大模型试验,分析加筋土挡墙的竖向土压力、竖向沉降、面板水平位移以及动力加速度等参数的分布规律。试验结果表明:加筋层数的增倍增强了土工格室的侧限作用,使挡墙内部受力更加充分和均衡,极限承载力提高了120%,墙面水平最大位移降低了14.3%;动载下挡墙模型的极限承载力为静载模型极限承载力的70%,且模型破坏时的墙面水平位移为相同条件下静载模型的2倍;与动载幅值相比,动载频率对挡墙竖向土压力影响微弱,因此建议在进行动载下加筋土挡墙土压力计算分析时不将频率作为重点影响因素考虑。

大变形条件下加筋砾砂力学特性研究

为了研究大变形条件下加筋砂土的变形承载特性,以土工格栅为加筋材料,进行了剪切应变达到25%的不同加筋形式和加筋层数下加筋砾砂三轴试验。对比分析了加筋形式和加筋层数对加筋砾砂试样应力-应变特性及体应变的影响规律。结果表明:加筋能够显著提高砾砂的峰值强度和残余强度,且对砾砂残余强度的提升效果要高于峰值强度;其中环形组合加筋的提升效果最明显,对偏差应力峰值、初始残余强度、极限残余强度的提升效果分别达到77.1%、117.0%、200.5%。加筋能够约束砾砂试样的体积变形,其中环形组合加筋对砾砂试样体积变形的约束能力最强,且能有效抑制大变形条件下砂土剪胀速率增大的趋势。

多级循环荷载下饱和砾性土动三轴试验研究

为探究多级循环荷载下砾性土动力特性,以围压与动应力幅值为变量,开展了饱和砾性土动三轴试验,对轴向累积应变εd、回弹模量Ed、动孔隙水压力ud及滞回曲线的演化规律进行对比分析.研究结果表明:围压增加会促使砾性土Ed、ud增长,而使εd减小;随着动应力幅值的提高,Ed的发展趋势由随振次不断减小向逐渐增长转变;高动应力幅值(σd=150 kPa)下,ud均呈骤降→逐渐增大的变化趋势;在循环荷载下砾性土动应变主要是各阶段前期形变累积的结果,不同围压下各阶段前期(N≤1 500)动应变增量均占动应变总增量的90%左右;围压越大,土体的耗能作用越弱,刚度越大.

台阶宽度与级数对台阶式加筋土挡墙承载特性的影响分析

台阶数和台阶宽度是影响台阶式加筋土挡墙力学与变形性能的重要因素,为研究台阶数和台阶宽度对台阶式加筋土挡墙承载特性的影响,基于已有加筋土挡墙室内模型试验,采用FLAC3D有限差分软件建立不同台阶数和台阶宽度的加筋土挡墙三维数值模型,探讨了台阶数和台阶宽度对挡墙极限承载力、挡墙侧向位移、筋材拉应力及变形影响深度的影响,并建立了不同台阶数和台阶宽度加筋土挡墙算例,分析加筋长度变化对加筋土挡墙稳定性的影响。研究结果表明:挡墙顶部侧向位移和格栅拉应力随加筋土挡墙台阶数的增加而减少。在二级台阶加筋土挡墙中,台阶宽度为2/3倍下墙高度的挡墙侧向位移、顶部格栅拉应力峰值最小,安全系数最大。且在破坏荷载作用下,该二级台阶加筋土挡墙的位移影响深度最浅,仅为0.471倍挡墙高度。