圬工与加筋土组合式挡墙数值模拟

基于圬工与加筋土组合式挡墙的土工离心模型试验结果,建立了ABAQUS数值模型,从而进一步研究了加筋间距和筋材模量对这种结构变形特性及内部土压力分布规律的影响。结果表明:在本文所考虑的参数情况下,从控制挡墙变形的角度来看,密间距加筋效果好于疏间距加筋,高模量筋材效果好于低模量筋材;由于下部圬工挡墙填土区域土拱效应的存在,使得上部加筋土挡墙的土压力分布有别于常规加筋土挡墙。在上部加筋土挡墙具有足够高度的情况下,可将圬工挡墙视为加筋土挡墙的稳固地基;组合式挡墙的变形主要发生在施工期,因此应加强施工质量控制。

圬工与加筋土组合式挡墙离心模型试验

以湖北十房(十堰至房县)高速公路某处圬工与加筋土组合式挡墙为研究对象,通过土工离心模型试验技术,研究圬工与加筋土组合式挡墙的变形特性及内部土压力分布,并探讨强筋与弱筋(筋材模量)、长筋与短筋(加筋长度)以及密筋与疏筋(层间距)等参数对组合式挡墙的影响.研究发现:圬工挡墙与加筋土挡墙存在明显的相互影响,上部挡墙荷载使圬工挡墙发生内倾,这一内倾使加筋土挡墙上部水平位移进一步增大,并造成墙体底部土压力分布更不均匀;增大土工格栅模量、增加加筋长度、减小加筋间距,更有利于控制加筋土挡墙的变形;加筋土挡墙内部土压力和墙后水平土压力总体上小于理论值,且受挡墙加筋参数的影响;组合挡土结构的墙顶沉降主要发生在施工期,应加强施工质量控制,保证填土的密实度.

青岛某高低组合墙面加筋土挡墙工程应用实例

介绍了青岛某高低组合墙面加筋土挡墙项目的工程概况、设计思路、施工方案和监测成果。该组合加筋土挡墙下部采用了混凝土劈裂面模块墙面,上部采用了现浇混凝土面板+筋材返包土工袋墙面。监测数据表明,下部劈裂模块向墙外侧变形越大,土工格栅张拉越紧;上部墙后荷载和土压力越大,加筋土越密实,返包土工格栅和钢筋锚杆承受的拉力越大;墙后土体位移及挡墙变形较荷载施加具有一定的滞后,上部土工袋与挡墙之间的空隙充分挤密后,变形趋于稳定;与常规挡土墙位移方向不同,该组合墙面的挡土墙位移方向表现为向填土一侧移动。实践证明,该组合墙面加筋土挡墙具有结构合理、施工方便且安全可靠的特点,可为类似工程的设计提供参考。

加筋土挡墙+抗滑桩组合支护在路堤防护中的应用分析

高填方路基防护中采用加筋土挡墙及抗滑桩组合支护系统,能显著提升路基整体稳定性,保证公路运营安全。但实际施工中如何将二者有效融合在一起,使挡墙承担的土压力顺利传递给抗滑桩,实现挡墙与抗滑桩协调工作,共同承担土体压力作用,是路堤防护设计的难点。基于此,首先结合某公路项目高填方路基施工实践,针对加筋土挡墙及抗滑桩组合支护系统的应用展开综合探究,阐述了组合支护系统作用原理,根据高填方路堤实际情况,对加筋土挡墙及组合系统稳定性进行分析,确定了加筋土挡墙+抗滑桩组合支护设计方案,并取得了良好的应用效果,有效确保高填方路基安全稳定运行。

刚/柔性组合墙面加筋土挡墙离心模型试验

进行了相同软土地基条件下刚/柔性组合墙面和单一柔性墙面加筋土挡墙的离心模型试验,比较分析了挡墙在墙顶均布荷载作用下的工作性状.试验结果表明,在自重及上覆荷载作用下,刚/柔性组合墙面挡墙其刚性墙面仍基本保持垂直,地基最大沉降发生在连接件锚固端位置;而单一柔性墙面挡墙墙面外倾明显,其地基最大沉降位于墙趾位置;刚/柔性组合墙面加筋土挡墙在工作阶段其墙顶沉降和墙面位移仅为单一柔性墙面挡墙的50%,且前者墙顶不均匀沉降量明显小于后者;刚/柔性组合墙面加筋土挡墙由于预埋件承担了刚性墙面墙背水平土压力,使得筋材拉力及相应的应变减小;刚/柔性组合墙面加筋土挡墙的刚性墙面在墙体中部弯矩最大,为外侧受拉;而墙顶和墙底附近的弯矩较小,为内侧受拉;刚/柔性组合墙面加筋土挡墙能适应软土地基的大变形,并能更好地承担上覆工作荷载.

刚/柔性组合墙面加筋土挡墙受力机制分析

基于刚/柔性组合墙面加筋土挡墙离心模型试验,建立了原型挡墙三维精细化数值模型,分析了连接件端板埋深、拉杆刚度、竖向层间距、筋材刚度、加筋长度以及墙体高度等因素对上覆荷载下挡墙受力机制的影响.研究结果表明:端板埋深、筋材刚度、连接件层间距,以及加筋长度等对连接件荷载分担比影响不大,而拉杆刚度增大使得连接件荷载分担比增大明显;组合墙面水平荷载随挡墙高度的增加而增大,可采用朗肯主动土压力计算;挡墙工作状态时连接件荷载分担比随连接件与筋材刚度比的增大而增大,当刚度比达到8.6时,连接件荷载分担比约为60%,并趋于稳定.

软土地基刚/柔性组合墙面加筋土挡墙离散连续耦合数值模拟

基于软土地基直立刚/柔性组合墙面加筋土挡墙离心模型试验,建立离散-连续耦合数值模型,采用离散单元颗粒流程序PFC和有限差分程序FLAC分别模拟加筋土挡墙和软土地基,研究软土地基上刚/柔性组合墙面加筋土挡墙的性状及内、外部稳定性.研究结果表明,数值模拟的挡墙沉降、墙面水平位移、墙底竖向土压力及墙面弯矩与离心模型试验结果吻合较好;挡墙在自重及上覆荷载作用下产生显著的沉降和不均匀沉降,但挡墙整体仍保持稳定,显示该型挡墙具有很好的适应软土地基大变形的能力;自重及上覆荷载作用使得连接件末端位置产生应力集中,导致此处的地基表面沉降最大;上覆荷载作用下,刚性墙面弯矩在墙中处最大,为外侧受拉,而在靠近墙底和墙顶处较小,为内侧受拉;软土地基上该型挡墙稳定性一般为深层滑移外部稳定性,其破坏面由过挡墙底层筋材后缘填土中的朗肯破坏面和地基中的圆弧滑移面组成;该型挡墙内部稳定性表现为随软土地基滑移破坏,挡墙内筋材由下至上依次断裂,形成过底层连接件后缘的朗肯破坏面.

圬工与加筋土组合挡土结构的现场试验与数值分析

在山区高陡边坡上修筑路堤面临诸多问题,文章介绍了采用圬工重力式挡墙与土工格栅加筋土挡墙组合结构解决这一问题的方法和手段。试验段研究和基于监测成果的数值分析表明:在圬工与加筋土组合挡土结构中,下部圬工挡墙相当于上部加筋土挡墙的基础,加筋土挡墙是圬工挡墙的附加荷载,圬工挡墙嵌入基岩十分必要;这一组合支挡结构可以适应山区复杂多变的工程地质条件,技术灵活可控;在加筋土挡墙的诸多参数中,层间距对挡墙变形具有显著影响,应加以限制,而从抗拔稳定角度看,加筋长度达到0.6倍的墙高即可。

刚/柔性组合墙面加筋土挡墙内部破坏机制

基于离心模型试验成果,建立软土地基刚/柔性组合墙面加筋土挡墙离散-连续耦合数值模型,采用离散单元颗粒流程序PFC和有限差分程序FLAC分别模拟加筋土挡墙和软土地基,分析挡墙的变形、筋材拉力分布及内部破坏演化过程,并与刚性地基上挡墙情况进行比较,以探讨刚/柔性组合墙面加筋土挡墙的内部破坏机制。研究结果表明,数值模型计算结果与离心模型试验结果吻合,其内部潜在破坏面经过连接件锚固端位置,各层筋材拉力均在连接件锚固端位置最大;软土地基上挡墙和刚性地基上挡墙的内部破坏面均一致,且筋材均由下而上依次断裂;软土地基上挡墙内部破坏面与地基圆弧滑移面贯通,为复合滑动模式,而刚性地基上挡墙整体破坏模式为折线型,连接件埋深范围内加筋体沿其底部连接件水平滑出。

加筋土挡墙-抗滑桩组合支挡结构数值模拟

针对软弱土层上方高填方路堤的填筑问题,提出了一种加筋土挡墙-抗滑桩组合支挡结构。采用有限差分软件FLAC3D建立加筋土挡墙-抗滑桩组合支挡结构数值分析模型,着重分析了不同面板浇筑方式对加筋土挡墙墙面水平位移、墙背土压力、桩身水平位移、桩身弯矩和土工格栅应力分布的影响。模拟结果表明:后浇式刚性面板组合支挡结构的墙面水平位移呈线性分布,最大位移出现在墙顶;所受土压力远小于刚性面板;桩身水平位移和弯矩均较大。刚性面板组合支挡结构的土工格栅最大拉应力出现在面板与格栅连接处,而后浇式刚性面板组合支挡结构土工格栅最大拉应力随着层高的增加,出现位置距离挡墙越远。后浇式刚性面板组合支挡结构由于其面板位移和受力较小,性能良好,故其适合在软弱土高填方地区推广使用。

加筋土与悬臂式挡墙组合的渠道渐变段结构设计

在南水北调中线一期工程建设中,存在很多梯形断面向矩形断面过渡的渐变段结构的设计问题。因渐变段结构偏心受力,致使渐变段挡墙的墙踵与墙趾基底应力比值高达1∶200,严重影响结构的稳定和工程的安全运行。受土工织物运用于土木工程的启发,设计提出采用加筋土与悬臂式挡墙联合运用的渐变段结构设计方案,不但从根本上解决了渐变段结构的偏心受力问题,而且工程规模小,投资省。应力分析表明,这种结构的墙踵与墙底的基底应力比值可由传统方案的1∶200降至1∶2.47。介绍了设计过程,可为同类工程参考。

刚/柔组合墙面加筋土挡墙动力响应数值分析

为研究刚/柔组合墙面加筋土挡墙动力响应规律,基于刚/柔组合墙面加筋土挡墙的振动台试验结果,建立了FLAC^(3D)数值模型,研究了加载频率和峰值加速度对挡墙的墙面位移、加速度响应及地震土压力分布的影响。结果表明:地震作用下,水平位移分布呈绕墙趾转动模式;在不同频率、不同加速度幅值下,墙高比(挡墙位移与墙高的比值)不超过0.02%,远小于1.5%。加速度放大趋势受频率成分影响较大,受加速度幅值影响较小;整体放大系数范围较低(刚性面板的放大系数范围在1.00~1.15,加筋区放大系数在1.00~1.40);动土压力与加速度幅值成正比,而受频率成分影响较小;动土压力合力作用点受频率成分影响较弱。分析可知,刚/柔组合墙面加筋土挡墙适用于地震活跃区。

组合型加筋土挡墙在抽水蓄能电站上下库连接道路中的应用

深圳抽水蓄能电站上下库连接道路深谷冲沟路段采用组合型加筋土挡墙结构,减少了植被破坏和水土流失,建成至今已安全运行8年,未出现结构变形失稳。介绍了组合型加筋土挡墙的方案比选、结构形式、施工工序和质量控制措施,为今后类似项目施工建设积累了宝贵的工程经验。

土工格栅加筋土挡墙现场试验分析

通过埋设水平土压力盒、柔性位移计,对模块式土工格栅加筋土挡土墙墙后的水平土压力和格栅水平变形进行了系统监测,采用加筋组合法对加筋土挡墙的土压力进行了计算,与实测、变系数法所得数据对比分析,得出采用该方法计算的土压力更能合理地解释工作状态下加筋土挡墙的土压力分布规律;对比分析了施工阶段和竣工后格栅的应变,得出拉筋应变主要发生在施工阶段,工后应变较小,并结合试验结果,提出了关于施工控制的相关建议。

广西某加筋土挡墙病害成因分析及处治措施

文章针对加筋土挡墙病害处治中限制条件较多,传统支挡结构物无法满足处治需求的问题,通过对广西某高速公路加筋土挡墙病害路段开展钻探勘察,分析该加筋土挡墙病害机理,结合现场实际处治边界条件,采用微型锚筋桩承式锚固钢筋混凝土挡墙结合仰斜式深层泄水孔的组合支挡处治方案进行处治。现场监测结果显示,处治措施达到预期效果。该方案不拆除原加筋土挡墙,无需开挖基槽,造价经济、施工期短且施工期间不中断道路通行,能最大限度减轻施工对高速公路正常通行的影响,社会效益较好,可为今后类似加筋土挡墙病害处治工程的设计施工提供经验参考。

山区超高加筋土路基力学行为的有限元分析

以十堰至房县高速公路为例,采用弹塑性有限元程序,对山区某超高加筋土路基修筑过程中的双向位移、土压力、剪应力以及加筋体轴力与位移分布等力学行为进行数值分析。研究结果表明:①加筋体内及加筋体后填土内侧向土压力不大,垂直土压力主要为填土自重应力;②加筋土路基底部混凝土圬工挡墙承受较大的侧向压力,墙趾承受较大的压力与剪应力,应保证基础平台的稳定性;③加筋体最大拉力出现在路基底部,墙面最大水平位移出现在路基中部,底部格栅后端承受一定的压应力,可通过对混凝土圬工挡墙后的填土进行压实控制。研究成果可为山区超高加筋土路基设计方案提供参考,同时对其他类似工程的数值分析具有一定的理论借鉴意义。

对加筋土陡坡路堤型式的设计改进

介绍加筋路堤变形破坏的型式,提出了对一般加筋陡坡路堤采用路肩放坡的设计改进和加筋土组合式挡墙这一新型结构形式。经在重庆万县—梁平高速公路中的示范应用,取得了良好的经济效益和社会效益。

预制+现浇组合式面板加筋土挡墙力学特性研究

为了分析预制与现浇组合式面板加筋土挡墙在交通荷载下的力学行为和变形特性,研究依托成昆铁路复线挡墙工程,以成昆铁路某段复合式加筋挡土墙结构为研究对象,通过现场实测和数值模拟结合的方式,对加筋土挡墙的力学特性进行了研究,重点分析了面板变形、墙后土压力、基底及墙顶沉降等分布规律。分析结果表明,实际工程中应适当增加挡墙中部筋带数量,减少加筋间距,增大加筋长度,采用短筋和长筋交替布置的方式,可充分发挥筋材的加筋作用,以加强挡墙整体稳定性。

模块式土工格栅加筋土挡土墙现场试验研究

通过埋设水平土压力盒、柔性位移计,对模块式土工格栅加筋土挡土墙墙后的水平土压力和格栅水平变形进行了系统监测。采用加筋组合法对加筋土挡墙的土压力进行了计算,与实测、变系数法所得数据对比分析,得知采用该方法计算的土压力更能合理地解释工作状态下加筋土挡墙的土压力分布规律;对比分析了施工阶段和竣工后格栅的应变,得知拉筋应变主要发生在施工阶段,工后应变较小。结合试验结果,提出了关于施工控制的相关建议。

软弱地基刚/柔性组合墙面加筋土挡墙数值模拟

基于软弱地基刚/柔性组合墙面加筋土挡墙离心模型试验,建立原型挡墙三维精细化有限差分数值模型,探讨挡墙在上覆荷载作用下的性状及受力机制。研究结果表明,数值模型计算结果与离心模型试验结果吻合较好,显示该型挡墙具有很好的承载性能,能适应软弱地基的大变形;挡墙在上覆荷载下产生的变形增量和结构受力与填土内部潜在滑移面位置密切相关,当潜在滑移面位置超过连接件埋深范围时,连接件作用降低,使得挡墙变形和筋材拉力增量明显增大,不均匀沉降显著,而刚性墙面墙背水平土压力和连接件拉力减小;由于"张力膜效应",下面布置有连接件的筋材较下面无连接件的筋材,其拉力要大一些;上覆荷载引起的作用在组合墙面上的水平荷载可采用朗肯主动土压力计算,设计上,宜按连接件多承担水平荷载考虑。