地震作用下模块式面板土工合成材料加筋土挡墙的内部稳定分析

由于造价低廉,性能优良且外表美观,模块式面板土工合成材料加筋土挡墙在我国交通及城建等领域有着广泛的应用前景。大量的工程实践证明,土工合成材料加筋土挡墙的抗震性能良好,但仍有必要进行合理的抗震设计,而内部稳定校核是加筋土挡墙抗震设计的一个重要环节,它一定程度上决定了高烈度地震区加筋土挡墙的配筋方式及配筋密度。应用非线性动力有限元法分析不同加筋长度、加筋间距及不同地震作用下模块式土工合成材料加筋土挡墙在地震作用下的内部稳定,研究了筋材蠕变对加筋土挡墙动力内部稳定的影响,并将有限元分析的结果与国外规范建议的内部稳定校核结果进行比较。研究结果表明,在正常配筋密度条件下,各层筋材最大内力的位置与规范建议的位置有一定的区别,墙体下部更加远离面板;且筋材的最大内力沿高度的分布与该规范计算结果差别较大;而筋材蠕变使筋材的内力出现重分布。

土工合成材料加筋土挡墙设计方法的研究

在分析了土工合成材料加筋土挡墙破坏形态的基础上,总结归纳了国内外有关土工合成材料加筋土挡墙极限平衡法、极限状态法和有限单元法三种设计方法的发展及研究现状,提出了该结构的设计发展方向。

横向地震作用下土工合成材料加筋土挡墙筋材拉力分析

土工合成材料加筋土挡墙具备优良的抗震性能,但是,国内外现行的加筋土挡墙筋材动拉力计算方法存在地震动参数选用不尽合理的问题,一方面可能带来结构安全隐患,另一方面也造成了工程界的疑虑。基于此,在前期工作的基础上应用非线性动力有限元法分析了高加筋土挡墙在不同地震激励作用下的地震响应,重点讨论了强震作用下筋材拉力的影响因素。分析结果表明,加筋土挡墙的地震响应同时决定于地震动频谱特性、强度、以及加筋土挡墙对地震动的放大效应,这种综合效应是地震波的传播特点与填土的弹塑性性质共同决定的。加筋土挡墙主动区质心处的根方加速度ars可用于计算加筋土挡墙主动区的地震惯性力,用于估计加筋土筋材地震拉力。

土工合成材料加筋土挡墙的工程应用

介绍土工合成材料加筋土挡墙的设计方法及土工格栅加筋土挡墙工程实例 ,对推动土工合成材料加筋土技术的工程应用具有一定意义。

土工合成材料加筋土挡墙在河涌整治中的应用

通过介绍加筋土挡墙在乌涌科学城二期工程中的应用,总结了土工合成材料加筋土挡墙的设计原则、方法及其特点和效果,对土工合成材料加筋土挡墙技术在河涌整治中的应用具有借鉴意义,为以后的城市水利建设提供一些参考。

背对背连接的土工合成材料加筋土挡墙的分析与设计

本文研究了承受由轨道传来的重型滞留超载的背对背连接的土工合成材料加筋土挡墙的设计。挡墙设计中使用了简化法则,应用非线性有限元分析,研究了临界断面。发现背对背连接挡墙的应力、应变场与普通加筋土挡墙的完全不同。然而,如果在所提供的刚度范围内使用土工合成材料加固,那么简化设计准则就给出一种偏小的加筋张力和相对于有限元结果的连结力系数。如果采用金属加筋,有限元分析预测的加筋张力就大得多,这种差异是由于背对背连结挡墙对加筋刚度的依赖性而引起的。

土工合成材料加筋土挡墙筋材内力分析

土工合成材料加筋土挡墙是一种新型的挡土结构,它具有经济性好、性能优越、适应性强等优点。而筋材内力计算是该类结构设计的一个关键步骤,因此该类结构的推广应用需要一种合理易用的内力分析方法。该文讨论了几种土工合成材料加筋土挡墙的筋材内力分析方法,并对这些方法的优缺点进行评述。这些方法包括基于主动土压力系数的方法、基于经验的K刚度法、基于极限平衡的加筋边坡稳定分析方法、基于非线性弹性与变形协调的理论方法、以及基于增量非线性及填土剪胀性的筋材内力分析方法等。通过比较分析发现,如忽略面板作用且填土强度得到完全发挥,基于主动土压力系数以及极限平衡边坡分析的方法适用于分析加筋土挡墙在强度极限状态时的筋材内力,但填土强度的发挥水平决定于筋材的长期刚度。另一方面,如能合理考虑筋材的长期刚度以及面板的约束作用,基于筋土变形协调的理论分析方法适用于分析加筋土挡墙在正常工作荷载作用下的筋材内力。

土工合成材料加筋土挡墙运行期筋材拉力塑性力学分析方法

土工合成材料加筋土挡墙结构具备优越的力学性能,与此同时,该类支挡结构可大大降低水泥及钢筋用量,从而降低碳排放,对于“碳达峰”“碳中和”具有重要意义.相较于其他支挡结构,加筋土挡墙结构历史较短,现有设计规程中挡墙的设计以稳定校核为主,但加筋土挡墙为柔性结构,其运行期的服役性能非常关键.本文总结了本研究团队10多年来在加筋土挡墙筋材拉力分析方面的研究成果,建立了一套正常荷载作用下筋材拉力的塑性力学分析方法.该方法以加筋土潜在内部滑移面处的筋土协调变形为基础,充分考虑填土非线性应力应变关系、填土塑性变形、筋材长期刚度、主动区填土的力学平衡以及面层的力学平衡,可比较合理地估算直立及倾斜面板加筋土挡墙在运行期的筋材拉力.本文以文献中的加筋土挡墙筋材拉力实测结果和数值模拟分析的结果验证了筋材拉力塑性力学分析方法的有效性.

土工合成材料加筋土桥台极限承载力的离心载荷试验

土工合成材料加筋土(geosynthetic-reinforced soil,简称GRS)桥台是桥梁工程的承重结构,对其极限承载力还缺乏清晰的认识。在平面应变条件下开展了5组GRS桥台离心载荷试验,研究了筋材强度、承载区缩进距离和宽度对GRS桥台极限承载力以及破坏模式的影响。试验结果表明,筋材强度对GRS桥台极限承载力影响显著,采用高强度筋材的GRS桥台在加载过程中始终保持稳定。采用低强度筋材的GRS桥台的极限承载力随承载区缩进距离增加而增大,但其增长趋势出现衰减;随承载区域宽度增加,极限承载力降低;现行的半经验半理论公式显著低估了GRS桥台的极限承载力。从试验中和模型拆除后观察,GRS桥台破坏面均从承压区域后缘开始发育,随后向面层方向倾斜向下延伸至约1/2桥台高度处终止;但承载区缩进距离和宽度会影响破坏面的形态和位置。现有方法不能准确地预测GRS桥台破坏面底部终点的位置以及在承载区域下方的形态。增大承载区缩进距离和宽度使得各层筋材应变峰值的位置向桥台内部移动。桥台临空面的存在使得筋材的应变集中于靠近临空面一侧。

基于生产过程实测的土工合成材料碳排放因子

作为一种新型建筑材料,土工合成材料为诸多岩土工程问题提供了新的解决方案,在节能减排方面具有明显优势。但是,目前在进行土工合成材料工程的碳足迹测算和评价时,很少采用土工合成材料产品实测的碳排放因子,而是基于相关数据库和文献进行间接估算。这种做法不能真实反映土工合成材料产品的隐含碳,也对碳足迹测试结果的准确性和可信度造成了影响。针对土工织物、土工膜和土工格栅3类使用量最大的土工合成材料产品,对3家国内生产企业进行实地调研,采用生命周期的过程分析法,测定了不同规格产品从原料到工厂大门的碳排放因子。结果表明:塑料拉伸土工格栅的碳排放因子与其抗拉强度成正比,而土工膜的碳排放因子与其厚度密切相关;土工合成材料碳排放因子的主要构成是原材料的隐含碳。

土工合成材料加筋土应变软化特性及弹塑性分析

在土工合成材料加筋土应变软化特性试验研究的基础上，提出了适合该工程特性的三段式弹塑性计算模型，并对加筋土挡墙进行了弹塑性有限元分析，分析结果与模型试验结果基本吻合。

土工合成材料加筋土抗剪作用的试验研究

本文通过4种用合成材料加筋的土体直剪试验,研究了加筋层数、筋材拉伸模量、土体压实度以及竖向压力等对加筋土体抗剪强度和应力-应变特性的影响。试验结果表明:加筋改变了土体的应力-应变特性,峰值抗剪强度增高,峰值后的残余强度较峰值强度的降低幅度减小,且达到峰值强度的剪切位移增大,土体延性提高。筋材拉伸模量过低时,加筋对土体的强度和应力-应变特性影响不大,加筋体的性质与素土接近。随加筋层数和筋材拉伸模量的增大,加筋体强度提高;竖向压力较低时,加筋体残余强度较其峰值强度提高幅度更明显,而竖向压力较高时,加筋体残余强度和峰值强度的提高幅度都相对较小;低压实度的加筋土体,峰值强度提高幅度相对较大,而高压实度的加筋土体,残余强度提高的幅度则较大。

土工合成材料在内河航道整治工程中的应用研究

土工合成材料,作为现代土木工程中不可或缺的组成部分,主要包括土工织物、土工膜与土工格栅等类型。这类材料以其质轻、耐用、易于储存及施工便利等显著优势,已在内河航道整治项目中获得了广泛应用。其不仅能有效加快施工进程,还能显著降低建设成本,尤其在大型河流的护岸与堤防加固中展现出卓越的防冲蚀效能。近年来,随着土工合成材料技术的不断进步及其在内河航道整治实践中的深入应用,其在提高工程质量、延长结构使用寿命等方面的作用日益凸显。本文旨在概述土工合成材料的主要类别与核心功能,并探讨其在内河航道整治工程中的具体应用方式,以期为相关领域的研究与实践提供有价值的参考。

土工合成材料加筋土结构的蠕变耐久性研究

在对土工合成材料无约束条件下的蠕变规律和蠕变时的应力应变时间关系进行研究的基础上,结合加筋土结构内筋材的受力特点,建立加筋土结构内筋材蠕变伸长量和最大应变的计算方法;根据筋材蠕变对加筋土结构功能和安全性的影响,提出土工合成材料加筋土结构的蠕变耐久性评估的筋材应变控制准则和结构侧向变形控制准则,并提出相应的耐久性预测方法,最后通过实例分析验证了方法的可行性。

黏性土填土蠕变对土工合成材料加筋土挡土墙响应的影响

对黏性土填土的加筋土挡土墙进行了蠕变有限元分析,研究了填土蠕变大小对墙体的影响,探讨了填土与筋材蠕变的相互作用机理。研究结果表明:当填土蠕变率大于筋材蠕变率时,筋材在墙体建成后拉力将会持续增大,并不表现应力松弛;随着填土蠕变率增大,墙体水平位移及筋材应变和拉力会随之增大,并且蠕变时间越长,这种增大效应越明显;目前实际设计方法中对填土蠕变影响的考虑不足,是偏于不安全的。

土工合成材料加筋土力学行为研究应用新进展

对目前加筋土体的室内模型试验研究、国内外土工合成材料加筋结构的理论计算分析方法及工程应用等3个方面所取得的研究进展进行了综述,比较了各种理论分析方法的适用条件和局限性,并提出了研究加筋土体的分析方法和模型试验的一些设想。

土工合成材料加筋土地基承载性能数值分析

对土工合成材料加筋地基进行了数值模拟,旨在研究加筋材料布置方式对加筋地基承载性能的影响及其变化规律。在已有加筋土地基模型试验结果的基础上,建立了加筋土地基数值模型,针对不同的加筋材料布置方式,进行有限元计算并对结果进行了系统分析。分析结果表明:①随首层筋材埋深的增大,承载力提高系数先增大后减小,存在峰值;②加筋土地基承载力提高系数随加筋层数的增加而增大,但不宜超过3层;③承载力提高系数随加筋层间距的减小而增大,但存在一个合理的布筋间距;④随加筋长度增加,地基承载力提高而基础沉降减小,但加筋长度增加不宜超过3倍基础宽度。所得出的结论是,基础下存在一个合理的布筋范围,超过此范围,加筋对提高地基承载力作用不大。分析成果可为土工合成材料加筋土地基的工程应用提供借鉴。

土工合成材料在加筋土技术中的应用

介绍了土工合成材料的种类与功能 ,特别是合成材料在岩土工程加筋土技术中的各类应用 ,主要是加筋土挡墙和加筋土坡 ,还包括了软土地基加固、路基基层加筋、原位边坡加固以及纤维加筋土 .并进一步阐述了加筋土技术应用的最新发展 ,重点分析了加筋土结构的设计原理和工作机理 .

土工合成材料加筋土拉拔试验研究

使用三种国产土工合成材料 ,在中型直剪仪中进行拉拔试验 ,研究其应力应变关系 ,确定强度参数 c*、φ*、似摩擦系数 f *和残余似摩擦系数 F * ,指出了某些土工合成材料制作工艺方面的不足 ,对似摩擦系数常规设计采用值的选用合理性进行了讨论 。

考虑时间效应的加筋土挡墙筋材内力解析法与数值法

土工合成材料是一种非线性的弹塑性材料,其长期刚度受到加载时间、应变、环境温度等因素的影响。基于非线性弹性理论,推导了估算工作应力状态下竖直加筋土挡墙潜在破坏面筋材拉力的全量计算方法。并在此基础上以竖直土工合成材料加筋土挡墙为研究对象,结合土工合成材料长期蠕变刚度的表达式,提出了考虑时间效应时估算直立加筋土挡墙筋材内力的解析法表达式。另外还提出一种模拟筋材刚度随时间变化的数值法,将数值法与解析法筋材拉力进行对比分析,能看出两者均能反映筋材最大拉力随工作年限增长逐渐降低,且两者具有较好的一致性。