新型挡土墙砌块剪切性能试验与数值分析

新型装配式挡土墙由榫卯型砌块干垒而成,通过模型试验,并结合有限元模拟,从局部的角度出发,对不同榫卯数量砌块的剪切性能进行了对比研究,结果表明:竖向压力和榫卯数量对砌块的抗剪性能有一定的影响,竖向压力越大,砌块的抗剪强度越高;榫卯数量的增多,砌块之间契合性变差,砌块的抗剪强度会降低;砌块损伤主要发生在榫卯部分,生产时应采取措施进行局部加强。该榫卯型砌块挡土墙的优化设计和加固提供了参考。

榫卯型装配式挡土墙模型超载变形试验研究

提出了新型榫卯装配式重力挡土墙,并对3种不同的墙背形式(直立式、俯斜式、仰斜式)进行了受力变形模型加载试验,结果表明,3种形式的挡土墙位移模式一致,基本由先是发生墙身绕墙趾转动(RB模式),然后墙身整体离开土体方向发生平移(T模式)两种模式组成,3种形式挡土墙极限横向位移在距墙底0.4H~0.67H范围内较为突出,且砌块挡土墙后土压力曲线和挡土墙位移曲线高度一致,其计算需结合砌块位移,为砌块挡土墙的设计提供了参考。

UHPC-CA装配式干砌挡土墙设计及其稳定性研究

设计出一种新型装配式空心挡块,挡块由掺粗骨料超高性能混凝土(UHPC-CA)浇筑而成,其干砌式墙体强度及耐久性较传统现浇挡土墙均得到提升,挡块间采用梯形榫槽进行连接,榫槽尺寸及角度基于摩擦自锁原理确定;利用模型试验、有限元仿真和理论分析等手段对新型挡块干砌式挡土墙的稳定性进行研究。结果表明:所设计的挡块榫槽间连接可靠,未发生榫槽间脱落导致的局部破坏,干砌式挡土墙整体性良好,且抗倾覆安全稳定性可达到等同现浇的效果;新型挡土墙多种方式堆砌可适用于各级标准载重汽车行驶道路的路堤以及路肩等防护工程,双排堆砌即可保证梯形榫不发生剪切破坏;挡块填土孔内可填充种植土和种植绿植,具有良好的生态效益。

模块式加筋土挡墙震后健康状态识别研究

采用时域识别方法分析了加筋土挡墙大型振动台模型试验在不同工况下动力特性(自振频率和阻尼比)分布规律,介绍了加筋土挡墙不同位置处动力特性的变化特征,阐述了不同损伤程度下加筋土挡墙动力特性分布规律,探究了动力特性变化幅值与加筋土挡墙损伤程度的定量关系。结果表明:加载阶段前期,加筋土挡墙各位置处的自振频率基本相同,阻尼比随着墙高的上升而减小;加载后期,挡墙自振频率明显下降、阻尼比大幅上升。采用数理方法获得了单级挡墙自振频率和阻尼比的分布曲线,得出了基本完好、轻微破坏、中等破坏和毁坏4个阶段自振频率和阻尼比变化幅度;当自振频率下降幅度为6.75%~16.43%,阻尼比上升幅度106.14%~243.09%时,可认为加筋土挡墙处于中等破坏阶段;当自振频率下降幅度为16.43%~31.59%、阻尼比上升幅度243.09%~462.04%时,可认为加筋土挡墙处于毁坏阶段。

自嵌式生态挡墙在河道综合治理中的应用

为解决城市河道护岸治理中施工场地小、施工工期短、河道景观性差等问题,以广州某河道综合整治工程项目为例,提出一种施工用地少、易施工的自嵌式可植生绿化生态挡墙,并对其构造、优点、施工工艺及稳定性进行分析与计算。结果表明自嵌式生态挡墙结构稳定、地基适应性强,在满足河道防洪排涝要求的基础上能够与周边河道景观相协调,在河道综合治理项目中应用效果良好,可为类似河道综合治理提供参考。

模块面板式加筋土挡墙结构行为试验研究

为研究模块面板式土工格栅加筋土挡墙在墙顶局部荷载作用下的受力和变形状态,并了解其作用机制,通过室内模型试验,进行了包括墙面水平变形和墙顶竖向沉降以及墙体内垂直和水平土压力、附加应力扩散角、侧向土压力系数、土工格栅拉伸应变等分布规律的研究和分析。试验结果表明：墙面累积水平位移沿墙高呈上大下小分布;水平和垂直土压力沿筋长方向均呈从拉筋中部向两端逐渐减小的分布趋势;实测附加应力扩散角较非加筋土体大,基本在40°~75°之间;侧向土压力系数沿墙高的分布在不同断面有所不同;筋材应变沿筋长呈单峰值分布,峰值出现位置距墙脚的水平距离从高到低逐渐减小。

自锁式景观砌块加筋挡土结构的设计与应用

介绍砌块仿花岗岩挡土结构的特点和砌块形状,针对砌块挡土结构在我国刚开始应用,没有设计、施工规范的现状,依托可以借鉴的加筋挡土结构和浆砌块石挡土结构设计规范,提出了自锁式砌块加筋挡土结构设计中的地面荷载强度及土压力计算方法、砌块层间稳定验算方法、加筋长度和间距验算方法、挡土结构整体稳定验算方法和施工过程中需要注意的主要问题,为自锁式砌块加筋挡土结构设计人员提供了设计验算内容、验算方法和安全系数取值范围,为现场施工和监理人员提供参考,并为该类型的挡土结构推广应用提供技术支持。

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。

考虑填土强度的加筋土挡墙动位移计算

加筋土挡墙在地震荷载作用下的位移大小对结构的抗震性能影响显著。为了计算地震荷载作用下加筋土挡墙的位移,Newmark滑块法通常被用于设计中。由于传统的Newmark滑块法在计算中忽略了填土强度的变化,因而采用单一峰值或残余强度的计算将可能导致计算得到的位移小于或大于实际位移值。在二楔块破坏模式的假定条件下,根据楔块的力学平衡条件,建立了加筋土挡墙滑动安全系数计算式,同时通过引入位移阈值考虑了填土的应变软化特点。通过将计算结果与模型试验结果对比,得到以下结论:相较于单楔块法,二楔块法更能真实地反映出墙体的实际破坏模式,且计算得到的屈服加速度系数更接近试验值;相较于采用单一峰值或残余强度计算的位移,考虑填土应变软化的计算解更接近于模型测试值。

自嵌式砌块与双向土工格栅的摩擦强度试验研究

在自嵌式砌块加筋挡土墙工程中,加筋与填土及自嵌式砌块的界面作用特性是最关键的技术指标,直接决定该工程的内部稳定性。通过室内拉拔试验可知,当法向应力大于24.8 kPa时,双向土工格栅会在其与上砌块后缘互锁连接接触处被拉断,而不是从混凝土砌块间被拔出,且此时双向土工格栅发挥出的抗拉强度远小于其条带拉伸情况下的抗拉强度;双向土工格栅与混凝土砌块界面间的强度包线由两段直线组成,当法向应力小于24.8 kPa时,摩擦强度随法向应力的增大而增大;当法向应力大于24.8 kPa时,摩擦强度为一常数。

采用K–刚度法设计的模块式加筋土挡墙数值模拟

基于一采用K–刚度法设计的模块式加筋土挡墙建立有限差分数值模型,并采用界面双曲线模型真实模拟底层模块–水平基座界面及水平基座–地基界面,研究实际模块式加筋土挡墙在工作应力下的性状,并进一步分析墙趾界面剪切特性。结果表明:数值计算的挡墙筋材应变分布、填土中各层筋材最大拉力、墙面筋材连接力和墙面最大位移值与实测值比较吻合;K–刚度法计算的填土中筋材最大拉力值与数值模拟和实测值吻合较好,但墙面连接处筋材因受地基沉降和填土压实产生的下拉力影响而大于填土中筋材最大拉力,故K–刚度法不能用于墙面筋材连接力的验算;相较于刚性地基,压缩性地基上模块式加筋土挡墙的墙趾正应力系数较大,而墙趾承担荷载比例较小;尽管基座–地基界面剪切刚度较模块–基座界面小很多,由于其承受的剪应力也很小,墙趾并不会沿着基座–地基界面发生滑移破坏,模块–基座界面对挡墙墙趾起到主要的约束作用。

加筋砂土挡墙极限荷载的上限解

室内模型试验结果表明加筋砂土挡墙的破坏模式可以简化为双楔形体形式.以此为依据,构建了对应破坏模式的速度场.基于传统的塑性极限分析上限定理,考虑面板刚度影响,分别推导了前加载和后加载条件下的加筋砂土挡墙的极限荷载上限解的计算公式,并提出了采用序列二次规划法(SQP)对导出公式进行优化求解的计算方法.利用建议的公式和方法对加筋砂土挡墙的极限荷载上限解进行了系列性的计算,并将计算结果与模型试验结果进行了比较全面的比较.结果表明:利用该上限解计算方法所获得的加筋砂土挡墙极限荷载与模型试验结果一致性良好.另外,所提出的上限解计算方法还可以比较准确地反映加筋层数以及面板刚度变化对加筋砂土挡墙极限荷载的影响.

天水市某典型黄土边坡块石支护稳定性效果分析

以天水地磁013台黄土边坡为研究对象,通过现场勘测、室内强度试验确定了该边坡的土质条件及其相应的土层力学性质,根据相应规范的要求提出运用块石挡土墙对此边坡进行上下分层支护。采用强度折减理论验证了边坡施加支护后的稳定性评价。结果表明,相比未加块石支护的边坡模型,采用块石支护的边坡的安全系数达到1.41,属稳定状态;同时块石支护可以有效地减小土体的水平方向位移,并约束土体总位移向临空面滑动。

公路轻型砌块式挡土墙受力特性及设计计算方法研究

提出一种运用于公路的轻型砌块挡土墙 ,对其结构体系及组成进行了概述。利用Marc有限元程序对局部砌块单元以及整体结构的变形及受力进行了受力分析 ,对该挡土结构的整体设计计算及稳定性分析方法进行了探讨。分析结果与工程实用经验表明 ,H形砌块挡土结构能充分利用材料的抗压性能 ,施工速度快、排水性能良好。

基于墙趾真实约束条件的模块式加筋土挡墙数值模拟

墙趾约束条件对硬质墙面加筋土挡墙性状影响显著。基于混凝土模块与级配碎石土直剪试验剪应力和剪切位移关系曲线,建立一非线性双曲线界面模型,并通过FLAC有限差分程序分析刚性地基上3.6 m高聚丙烯土工格栅加筋土挡墙在工作应力下的墙趾界面剪切特性、墙面和墙趾位移以及墙趾和筋材承担的荷载,得出在挡墙填筑过程中墙趾界面剪应力–剪切位移曲线呈上凹型;墙趾界面上的正应力、界面剪切刚度及墙趾和筋材承担的荷载随挡墙填筑高度而增大,在挡墙填筑至3.6 m时,其界面正应力是墙面模块自重应力的1.7倍,墙趾承担约87%的作用在墙背上的总水平荷载;在挡墙填筑初期由于界面剪切刚度较小,墙面和墙趾位移增大显著。较挡墙模型试验及以往数值模拟采用的墙趾恒定约束刚度,论文采用的双曲线界面模型可更好地反映挡墙墙趾与地基土真实剪切性状。

基于法国规范的混凝土预制块墙面板加筋土挡土墙设计

结合阿尔及利亚东西高速公路M3标段的实际应用,介绍了一种基于法国规范的混凝土预制块墙面板加筋土挡土墙设计。墙面板由椭圆形空心混凝土预制块构成,加筋土工布与墙面板的连接仅依靠预制块及其内部填土在自重下与土工布间的摩擦力。该种挡土墙具有工厂化生产、造价低、施工方便、快捷、安全可靠和利于绿化等优点。

某空心砌块挡土墙检测及结果分析

以某混凝土空心砌块工程为例,介绍了进行空心砌块挡土墙检测的目的及实施方案,并通过对检测结果的分析,指出这种砌块挡土墙有良好的整体性能,排水效果明显,形式多样,施工简单,值得推广。

宽巷掘进沿空留巷矿压规律数值模拟研究

采空区顶板岩层分层垮落、岩层的旋转下沉和平移下沉造成巷道围岩次生应力场重新分布,围岩变形严重,因此,掌握沿空留巷采动支承压力影响下顶板岩层运动规律非常必要。针对某矿浅埋煤层、宽巷掘进、预掘留巷位置混凝土砌块沿空留巷的实际情况,通过三维数值模型对留巷围岩应力场、位移场、破坏场进行反演,揭示了留巷围岩矿压活动规律,对巷旁支护墙体受力变形特点、与顶板运动协调变形关系进行了分析,得出工作面轨顺留巷前后巷道围岩变形规律,为沿空保留巷道围岩控制提供了理论依据和技术支持。

生态砌块式加筋挡墙动态失稳研究

建立室内生态砌块式挡墙冲刷试验模型,从水流流速入手,模拟挡墙在水流冲刷作用下的淘刷过程,探求挡墙的淘刷机理,试验表明:当水流流速超过1.2m/s时,墙后土体从水面波动处生态孔被淘出,逐渐淘刷成一贯穿通道,并不断往墙背方向楔入。利用有限元法建立挡墙模型,进行淘刷坑不断增大情况下的稳定性分析,得到墙面板位移、墙后土体塑性应变、土工格栅应变的发展变化,揭示生态砌块式加筋挡墙的动态失稳机理。

土工合成加筋材料与自嵌式砌块摩擦特性试验研究

在自嵌式砌块加筋挡土墙工程中,加筋材料与自嵌式混凝土砌块间的连接强度是决定该工程的内部稳定性的关键指标。通过室内拉拔试验,得出了当法向应力p<40kPa和p>40kPa时,摩擦阻力与拉拔位移的关系曲线;同时得出了丙纶长丝机织土工布与混凝土砌块界面间的摩擦强度及法向应力的关系曲线,这一成果对同类项目设计具有很好的参考价值。