竖向加筋技术在边坡工程中的应用分析

文中结合实例,对均质黏土边坡的稳定性进行了分析,并明确了旋喷桩抗弯性能在竖向加筋技术应用中的重要性。

水平筋形式对水平-竖向加筋砂土强度的影响

选用有机玻璃作为加筋材料,针对不同的水平筋形式(带孔、满布)、竖筋高度以及不同围压下的水平-竖向(horizontal-vertical,H-V)加筋砂土,进行100多组平面应变试验.研究不同的水平筋形式对H-V加筋砂土强度的影响,同时验证竖筋高度和围压对强度的影响.试验结果表明,水平筋带孔时,H-V加筋砂土的强度优于满布情况下的强度.这主要是因为孔洞能够将轴向荷载传递给下部土体,使竖筋不会过早破坏,孔洞自身也形成了一种格室效应,增强了土体的强度.同时,孔洞的大小对加筋土体强度也有一定的影响,验证了竖筋高度存在最优值.

水平-竖向加筋土挡墙作用机理的离散元数值模拟

在水平-竖向(H-V)加筋土挡墙室内模型试验的基础上,采用基于离散元理论的颗粒流软件(PFC)对试验进行了仿真模拟.就PFC模拟得出的挡墙变形和竖筋侧应力等数据,与模型试验结果进行了比较和验证.同时,结合挡墙内部土颗粒位移和应力矢量图研究了H-V土加筋挡墙的作用机理及破裂面形式.

水平-竖向加筋饱和砂土动弹性模量试验研究

利用美国GCTS公司研制的USTX-2000全自动非饱和土/饱和土动三轴仪,在不同围压下对以有机玻璃作加筋材料的H-V加筋饱和砂土进行了一系列循环荷载下动三轴试验,研究了H-V加筋饱和砂动弹性模量及阻尼比随围压、动应变、竖筋高度的变化规律,从而得到最大动弹性模量与围压的关系。试验表明,纯砂和加筋砂的动弹性模量都随动弹性应变幅的增大而减小,随围压的增大而增大,且H-V加筋砂较纯砂和水平加筋砂有效地增大了动弹性模量,并随着竖筋高度增加而增大;纯砂和加筋砂的最大动弹性模量随着围压的增大而增大,且H-V加筋随竖筋高度增加而增大;纯砂和加筋砂的阻尼比随动弹性应变幅的增大而增大,纯砂和H-V加筋砂的阻尼比随围压的变化不够显著,但有减小的趋势,H-V加筋砂阻尼比随竖筋高度的变化不明显,但加筋砂比纯砂有效地减小了阻尼比。

水平-竖向组合式加筋土挡墙土-筋相互作用机理

在水平加筋的基础上布置竖向筋条,实现"立体"加筋,同时使土体和筋条之间的相互作用关系变得更加复杂。采用有限元方法,通过建立加筋土结构模型来分析水平-竖向组合式(H-V)加筋土挡墙中土-筋的相互作用关系,并且运用强度折减系数法,分析水平加筋土挡墙和H-V加筋土挡墙达到极限破坏时的安全系数,同时比较两者达到极限破坏时其塑性区域的分布状况。

土工格栅加筋膨胀土的三轴试验研究

土工格栅加筋膨胀土路堤或路堑、渠坡已在公路、铁路与水利工程中获得成功应用,但目前对加筋膨胀土的强度与变形特性的研究还较少。对不同方案加筋(水平1层加筋、水平3层加筋、竖向加筋)与不加筋的膨胀土样在不同围压下的三轴排水剪切试验结果的分析表明,(1)土工格栅加筋膨胀土形成排水通道,加速土体的排水固结,有利于膨胀土坡的稳定;(2)土工格栅加筋膨胀土一般呈应变硬化特征;(3)土工格栅的植入使剪切带的发展受到抑制,导致破坏模式变化;(4)加筋使膨胀土的内摩擦角变化不大,而黏聚力则有明显提高,其提高程度从小到大依次为水平1层加筋、水平3层加筋和竖向加筋;(5)采用加筋效果系数R评价,除了水平1层加筋方式的效果有所降低外,其余加筋方式都表现出加筋比不加筋的效果要好,其中以竖向加筋的效果最好。

抗滑短桩锚拉竖向植筋带加固边坡的数值模拟

降雨诱发的滑坡灾害在我国频繁发生,传统的抗滑桩演变为抗滑短桩加固边坡,却又易产生“越顶破坏”现象。因此,提出了抗滑短桩通过竖向植筋带锚拉坡面网格梁兼顾浅层和深层防护的边坡加固技术,并采用数值计算的方法对其进行研究。首先,采用MIDAS有限元软件对某一工程边坡进行降雨入渗分析;然后,对该边坡在抗滑短桩锚拉竖向植筋带加固前后的稳定安全系数、坡土变形和最大剪应力进行分析,探讨抗滑短桩锚拉竖向植筋带加固边坡的可行性。研究结果表明:随着降雨入渗,坡肩和坡脚处坡土孔隙水压力逐渐增加。坡脚处暂态饱和区范围由初始时刻的0 m扩展延伸至降雨结束时刻的1 m,边坡稳定性逐渐降低。抗滑短桩锚拉竖向植筋带能够承担部分下滑推力,使降雨结束后边坡从无加固时的失稳状态转变为相对稳定状态,有效避免了边坡浅层土体“越顶破坏”现象的发生。

H-V加筋饱和砂土性状的三轴试验研究

进行了H-V(水平-竖向)加筋饱和砂土固结不排水三轴试验。加筋材料采用镀锌铁皮和有机玻璃两种不同材料,在不同竖筋高度、不同围压下共进行了44组试验,研究了加筋饱和砂土的应力-应变关系、孔压-应变关系、强度特性及破坏形态,探讨了不同加筋高度、不同围压及不同筋材对加筋饱和砂土强度的影响,同时比较了立体加筋与土工格室加筋的异同,对饱和紧砂的空化现象及其影响进行了分析。试验结果表明,相对于无筋土及传统的水平加筋土而言,其抗剪强度均有大幅度提高;尤其是镀锌铁皮加筋,不仅提高了饱和砂土的有效黏聚力,也提高了有效内摩擦角,同时改善了砂土的延性。

H-V加筋黏性土的强度与变形特性

在提出非满布的H-V(水平-竖向)加筋的基础上,设计了非满布多层H-V加筋黏土的试验方案,以镀锌铁皮和有机玻璃为加筋材料进行了44组固结不排水三轴剪切试验。通过不同竖筋布置的加筋黏土三轴试验研究了加筋黏性土的应力-应变关系、强度特性及破坏形态,探讨了不同加筋高度、不同围压及不同筋材对加筋黏土强度的影响。试验结果表明:相对于无筋土及传统的水平加筋土而言,其峰值偏应力和抗剪强度均有大幅度提高。

条形基础下竖向布置纤维增强聚合物板材地基试验研究

与传统加筋材料相比,FRP材料具有高强度和良好耐久性优势,因此它更适于用作加筋材料。完成了纯砂和5种竖向加筋方式的加筋地基模型试验,对比了不同加筋方式对地基承载力和地基沉降的影响,分析了每种加筋方式下FRP的应变及土压力的变化规律,据此探讨了FRP筋材的加筋机理。试验结果表明,不设横筋的加筋地基的加筋效果很小,加设横筋的竖向加筋地基的加筋效果明显,横筋、竖板高度、竖板间距对加筋效果的影响明显,地基的破坏模式均为土体剪切破坏,加筋存在深基础和扩散层两种机理。

网格状带齿加筋的拉拔特性

在水平-竖向(horizontal-vertical,H-V)加筋体系基础上,提出网格状带齿加筋,并对网格状带齿有机玻璃材料进行拉拔试验研究.首先,对有机玻璃材料进行孔洞设置,并在合适的地方通过布置一定的齿筋来构成立体加筋材料;然后,对不同孔洞、不同齿筋高度的网格状带齿有机玻璃材料在多种法向应力情况下进行拉拔试验.试验结果表明,在相同法向应力作用下,网格状带齿有机玻璃材料加筋的拉拔力明显高于水平网格状有机玻璃材料.探讨了孔洞大小和齿筋高度对网格状带齿有机玻璃材料的极限拉拔阻力的重要影响.进一步研究了筋土界面的摩擦特性,建立了理论计算公式,并将试验结果与计算值进行了对比,发现二者基本吻合.