台阶式土工格栅加筋土挡墙结构优化设计

为了研究不同条件下土工格栅加筋土挡墙的性能,通过模型试验和现场试验,主要考虑了2种土工格栅类型和3种土工格栅间距,根据实际工程不同的计算工况,建立三维模型,运用有限元理论和方法进行数值模拟计算分析.比较数值计算和模型试验,分析了土工格栅网孔和间距对加筋土挡墙的变形、地基应力分布情况的影响,提出在实际工程中,台阶式土工格栅加筋土挡墙结构优化设计要综合考虑各种因素,合理选择土工格栅和加筋层间距,以获得较高的加筋效果和工程经济效益.

台阶式加筋土挡墙模型试验研究

以河龙高速公路加筋土挡墙为原型,对台阶式加筋土挡墙的结构特性进行了模型试验研究。测试表明:台阶式加筋土挡墙的墙后土压力较小,呈锯齿形分布,明显受台阶卸载的影响;潜在破裂面与0.3H破裂面假定有较大差异,并随挡墙的高宽比变化而变化;变形特征不同于单级直立式挡墙。

高性能土工格栅加筋土挡墙数值仿真与参数分析研究

以西南地区复杂环境下土工格栅加筋土挡墙为工程依托,采用有限元软件进行数值模拟,研究不同设计参数与不同地震荷载作用下加筋土挡墙受力变形特征。研究表明,随着土工格栅抗拉强度、土工格栅长度的增加,挡墙的变形逐渐减小,以水平变形为例,高性能土工格栅较常规土工格栅减小量为42%,筋材长度由6 m变化为10 m,减小量为14%;随着土工格栅竖向间距的增大,结构变形逐渐增加,同样以水平变形为例,当土工格栅间距由0.6 m增大至1.2 m时,增幅约为29%。研究结果表明,土工格栅抗拉强度是影响加筋土挡墙稳定性的重要因素,筋材竖向间距的影响次之,而筋材长度对结构变形特征的影响较小。在水平与竖向地震荷载作用下,加筋土挡墙的变形量随地震加速度的增加而增大;相较于普通土工格栅,高性能土工格栅限制加筋土挡墙变形行为更显著。

土工格栅加筋土挡墙设计方案及施工要点分析

随着时代的快速发展,加筋土挡墙在土木工程建设施工领域得到了广泛应用。文章以湖北省某市政道路项目为例,分析了土工格栅加筋土挡墙的应用优势,从地质信息分析、设计强度计算、土体加固措施应用及结构特性分析等角度出发,梳理了土工格栅加筋土挡墙设计方案,分析了加筋土挡墙的施工要点及其应用效益,旨在为有关从业者提供参考。

土工格栅加筋土挡墙试验研究

采用在墙面板背后安装土压力盒以及在土工格栅上安装柔性位移计的方法,对某高速公路加筋土挡墙水平土压力和土工格栅拉筋位移进行了系统测试。试验研究表明,施工期间土工格栅加筋土挡墙墙背土压力随填土高度的增加而增大,增长速率逐渐减小,其数值均小于理论计算结果,沿墙高分布形式与计算结果有较大差别;土工格栅拉筋在施工期应变变形较大,工后应变非常小,挡墙下部土工格栅拉筋端部应变随填土高度变化较大,在加筋体锚固区末端存在过渡区,其工程特性逐渐向非加筋体填土过渡。根据试验结果对土工格栅加筋土挡墙施工控制及关键技术提出了相关建议。

整体面板式土工格栅加筋土挡墙现场试验研究

以赣(州)龙(岩)铁路整体现浇面板土工格栅加筋土高挡墙为工程依托进行现场原型试验。通过现场埋设土压力盒、柔性位移计和水平测斜仪等测试仪器,进行包括加筋土墙体基底应力、墙背侧向土压力、拉筋变形和墙面水平变形等内容的测试。测试结果表明:加筋土挡墙基底垂直土压力沿土工格栅拉筋长度方向呈非线性分布,最大值发生在拉筋中部附近,向拉筋两端方向逐渐减少;实测墙背侧向土压力沿墙高呈非线性形式分布,其值小于主动土压力;上部墙体拉筋应变沿筋长呈单峰值分布,下部墙体拉筋应变沿筋长呈双峰值分布;上部墙体潜在破裂面形状与"0.3 H法"接近,而下部墙体潜在的破裂面形状与朗肯主动土压力结果接近;施工期墙面最大水平变形位置在挡墙的下部,竣工后墙面最大水平变形发生在墙顶处等。该结论为类似工程的研究与设计提供参考。

格栅加筋土挡墙数值分析的复合材料方法

格栅加筋土挡墙由面板、格栅和填土组成,其结构特性一直是工程界关注的焦点。基于自洽理论和应变相容观点建立筋土复合材料力学模型,用来模拟格栅及其周围一定厚度的土体,依此对一台阶式格栅加筋土挡墙的结构特性进行有限元分析,并与大尺度模型试验测试结果进行比较。研究表明,该方法计算结果和模型试验测试结果在趋势上和数值上都表现出较好的一致性。

返包式土工格栅加筋土挡墙动态行为研究

为研究返包式土工格栅加筋土挡墙在高速铁路列车荷载作用下的受力变形行为和作用机理,本文利用室内大型模型试验进行加筋土挡墙墙体加速度、动土压力、墙面变形、残余土压力及土工格栅拉伸应变等分布规律的研究。试验结果表明:加筋土挡墙内部竖向加速度受加载频率影响较大,加载频率10 Hz时加速度突然增大;墙面累积水平位移沿墙高呈S形分布,随着应力增大,水平位移最大值位置从墙中部逐渐向中下部移动;动土压力主要受动荷载大小及加载次数影响,沿墙高呈衰减趋势;动载卸载后残余土压力较小,经过增长后逐渐趋于稳定;筋材累积应变在填筑-静载-动载过程中呈增加-稳定-减小-稳定的趋势,沿拉筋长度方向呈单峰值或双峰值分布,峰值位置从高到低距墙面水平距离逐渐减小。

模块面板式土工格栅加筋土挡墙动态特性试验研究

为了研究模块面板式土工格栅加筋土挡墙在高速铁路列车载荷作用下的动力响应规律,分析其作用机理。结合室内模型试验进行了包括加筋土挡墙墙面变形、墙体加速度、动土压力、残余土压力及土工格栅拉伸应变等分布规律的研究。结果表明:墙面累积水平位移沿墙高呈单峰值分布,最大值位置靠近墙顶;挡墙内竖向加速度受频率影响较大,8 Hz时加速度出现大幅增长,加筋体内加速度沿墙高出现衰减;动土压力主要受载荷幅值及加载次数的影响,在加筋体内沿墙高逐渐衰减,垂直动土压力的衰减速率逐渐增加,水平动土压力的衰减速率逐渐减小;随加载次数的增加,残余土压力逐渐增大,沿墙高墙体中部的残余土压力稍大;筋材累积应变随加载次数的增加略微减小,沿筋长呈单峰值分布,峰值位置距墙脚水平距离从高到低逐渐减小。

柔性网面土工格栅加筋土挡墙工程特性

为研究柔性网面土工格栅加筋土挡墙的工程特性,分析其工作机理,进行室内试验。试验测试墙背侧向土压力、垂直土压力、筋带变形以及面墙变形情况,研究挡墙侧向土压力和垂直土压力分布、筋带应变分布、挡墙潜在破裂面以及面墙变形规律等。研究结果表明:侧向土压力沿墙高呈非线性分布,每层的侧向土压力随施加荷载增大而呈线性增大,但其增大速率远小于理论值增大速率;增大加卸载循环次数也会使得残余侧向土压力增大;垂直土压力沿筋材长度方向呈均匀分布,挡墙第1层的垂直土压力略小于理论值;施加荷载会使得拉筋应变分布发生变化,筋带在试验荷载作用下可以满足强度要求;由广义库仑法得到的潜在破裂面与筋材最大应变位置较吻合;面墙最大侧向变形发生在第3层和第4层,面墙中间位置有鼓出现象。

双级土工格栅加筋土挡墙的测试分析

通过对梅坎铁路双级土工格栅加筋土挡墙的墙面板水平土压力、垂直土压力及土工格栅变形的原位观测 ,分析了墙面板水平土压力的变化及分布规律、垂直土压力变化及土工格栅的变形随填高及时间的变化规律 。

台阶式格栅加筋挡墙潜在破裂面计算模式研究

基于自洽理论建立了筋土复合材料力学模型,对不同台阶宽度的格栅加筋土挡墙的塑性区进行了有限元分析。研究了其塑性区的发展和贯通过程,对台阶式格栅加筋土挡墙的塑性区分布规律进行了讨论。研究表明,加筋土直墙的塑性区分布接近于0.3H破裂面的假定,但台阶墙的塑性区分布与直墙有显著差异,且随着台阶宽度的变化而变化。提出了适合于不同台阶宽度的格栅加筋土挡墙潜在破裂面的计算模式,当上阶挡墙前趾位于下阶挡墙的主动区内时,该破裂面为一连续曲面;当上阶挡墙前趾位于下阶挡墙的过渡区内时,该破裂面为分段曲面;当台阶宽度为0时,该破裂面可退化为0.3H破裂面。该计算模式具有较好的通用性,能适用于具有不同台阶宽度的加筋土挡墙。

土工格栅加筋土挡墙土压力测试与有限元分析

为研究土工格栅加筋土挡墙内的土压力分布规律,结合某试验段挡墙土压力现场测试,采用有限元法进行了计算分析。分析了土工格栅参数及填料重度对挡墙内土压力分布规律的影响,研究结果表明:①挡墙面板处的水平土压力,数值解均小于规范设计值,随加筋间距减小、刚度和长度的增大而减小;填料重度则对其无明显影响。②基底处垂直土压力在面板附近有明显波动,部分数值超过规范设计值,其它位置的计算值与设计值基本符合;土工格栅加筋性能则对其无明显影响。

土工格栅加筋土挡墙在复杂工程地质条件下的应用

随着我国经济建设的发展,越来越多的基础设施修建在工程地质条件复杂的山区内,所形成的高填方工程往往不具备放坡的条件,因此如何解决高填方工程的稳定性已成为一项刻不容缓的课题。土工格栅加筋挡土墙因格栅材料具有特有的网孔结构,对土颗粒能产生极强的嵌固与咬合作用,在高填方工程中得到了越来越广泛的应用。本文基于有限元强度折减法建立了土工格栅加筋土挡墙的计算理论,并通过模型试验进行了验证。通过在某机场工程中的应用说明了土工格栅加筋土挡墙的适用性,以及基于有限元强度折减法进行加筋土挡墙设计计算的可靠性。

土工格栅加筋土挡墙地震响应分析

柔性网面土工格栅加筋土挡墙是一种新型支挡结构,其面墙为柔性钢筋网面,柔性网面与水平面成73°的坡面。通过大型的模型试验,研究了以红砂岩为填料在水平地震作用下柔性网面土工格栅加筋挡土墙的动力特性。输入地震波采用ELCE_NS地震波和HACH I_EW地震波,峰值分别为0.342g和0.183g。试验得出了柔性网面土工格栅加筋挡土墙在不同峰值的水平地震激励下的第1层、第3层、第5层墙顶面处的水平加速度、竖向加速度、水平动位移、竖向动位移峰值响应和沿墙高方向动应力峰值响应。通过对柔性网面土工格栅加筋挡土墙的结构分析和抗震试验,可以得出柔性网面土工格栅加筋挡土墙为优良的抗震结构,这为柔性网面土工格栅加筋挡土墙的抗震设计提供依据。

近远场地震中土工格栅加筋土挡墙抗震特性的振动台试验研究

地震中土工格栅加筋土挡墙的动态行为与抗震机理的认识还尚不清楚。采用叠层剪切型模型土箱开展大型振动台试验,基于量纲理论π定理的Froude常数设计试验模型,考虑近远场地震动影响,采用汶川地震中松潘远场波、什邡近场波和Taft中远场地震波,测试墙体加速度、加筋回填土加速度、墙体侧向变形、加筋区与非加筋区回填土表面震陷、加筋区填土超静孔隙水压力以及土工格栅应变特性,得出远场和中远场地震波对加筋结构产生了强烈的宏观反应特征,而近场波对加筋区填土超静孔隙水压力的微观反应影响显著,加速度和沉降反应特征表明土工格栅为柔性挡土墙提供了较强的抗震能力,格栅应变分布特征揭示了柔性挡土墙上受力分布规律。研究结果将为土工格栅加筋土挡墙抗震安全设计和工程施工提供依据。

饱水格栅加筋土挡墙结构特性数值分析

格栅加筋土挡墙由面板、格栅和土体组成。本文根据加筋土挡墙筋土相互作用的特点,将格栅与其上下表面一定厚度的土层视为具有应变相容条件的筋土复合材料。引入饱和多孔介质模型来模拟土体和筋土复合材料,由此建立了饱水格栅加筋土挡墙结构特性数值分析的数学模型。采用Galerkin加权残值法推导出有限元平衡方程,求解该方程,得到饱水格栅加筋土挡墙的动力响应。算例分析表明,格栅加筋土挡墙在饱水状态下的变形和塑性区分布有明显增大,且呈现外倾变形特征,挡墙的承载力也有较大幅度的降低。

土工格栅加筋土挡墙在某机场滑坡治理工程中的应用

通过在某机场治理工程土工格栅加筋土挡墙的设计计算中引入有限元强度折减法,对工程的稳定性和筋-土界面似摩擦系数、筋带长度及填土强度参数等因素对加筋土挡墙稳定性的影响进行分析。分析表明,土工格栅加筋土挡墙的设计方案既恢复了机场设计宽度的土面区,又减小了对填筑体高边坡前部老滑坡的影响,工程稳定性也达到设计要求。同时,采用有限元强度折减法进行土工格栅加筋土挡墙的设计计算,充分考虑土工格栅和土体之间的相互作用,较好地克服传统方法的不足。

土工格栅加筋土挡墙在高速公路工程中的试验研究

本文以邢临高速公路模块式土工格栅加筋土挡墙工程为依托,根据现场试验监测数据,分析以石灰土为填料的模块式土工格栅加筋土挡墙,在施工期及竣工后的工作特性,得出了墙体基底应力、墙背侧向土压力、拉筋变形等分布特征,确定了加筋土挡墙潜在破裂面的位置及破坏形式。

动载频率对土工格栅加筋土挡墙动力特性的影响

为研究加筋土挡墙在动荷载作用下的动力响应规律,利用自行设计的试验箱开展土工格栅加筋土挡墙大比例模型循环动载试验,分析加筋土挡墙在不同频率的循环动载作用下挡墙变形、动土压力以及动力加速度等参数变化规律,揭示动载频率对加筋土挡墙动力特性的内在影响机理。试验结果表明:加筋土挡墙累计(水平及竖向)变形随动载水平及频率增加基本呈台阶式线性增长,累计水平位移沿墙高呈上大下小趋势,累计沉降受动载水平的影响远大于动载频率;加速度峰值受动载频率、动载水平影响均较为显著,随动载频率增大而明显增大,随动载水平增大而减小;随着频率的增大,加大了动载振动能量,加速度有较为明显的增幅但对土压力和加筋土挡墙变形的影响微小;而随着动载水平的逐级增加,加筋土复合体不断振动压实使复合体的整体结构刚度不断变大,加筋土复合体的阻尼作用及由能量扩散引起的衰减最终导致加速度动响应逐渐变小。