格宾柔性拦渣坝在矿山排土场治理工程中的应用

双绞合六边形金属网格宾柔性坝是一种新型支挡结构,在某公司西排土场治理工程中,通过采用格宾新型结构,有效地解决了拦渣坝支挡结构稳定性、变形、经济性等诸多难题,并取得了良好的效果,为类似工程提供一定的借鉴指导意义。

加筋土筋材在拉伸荷载作用下的力学特性

通过拉伸试验,研究网格直径分别为2.2和2.7 mm的双绞合六边形金属格宾网、70RE和80RE土工格栅4种筋材拉伸力学性能。得出4种筋材的拉伸强度、最大负荷下伸长率等力学性能指标以及单位宽度拉伸力与伸长率的关系特征曲线。根据筋材实体工程中的受力特性,推导出筋材约束变形方程。结果表明,格宾网在发生钢丝断裂之后仍呈现出较强的抗拉性能,大直径格宾网体现出优越的力学性能;80RE土工格栅的力学性能优于70RE土工格栅;修正后的格宾网的单位宽度拉伸力与伸长率的关系曲线仍呈现弹性、屈服和强化3个阶段;在约束条件下,筋带的变形量与筋带的割线模量、应力水平、筋带在加筋体中主动区和稳定区的长度等因素有关。

绿色加筋格宾挡墙现场试验研究

对浙江省绍诸(绍兴—诸暨)高速公路K38+398 km断面的绿色加筋格宾挡土墙进行现场试验,测试竖向土压力、水平土压力、筋材拉应变和加筋体侧向变形的分布规律。研究结果表明:在施工过程中,墙趾附近的基底土体内存在应力主轴偏转现象;施工结束后,距墙趾1 m处的基底水平土压力和45°方向的土压力比竖向土压力大;挡墙内竖向土压力在筋长方向上呈非线性分布,在挡墙下部呈单峰形而上部呈双峰形;面墙后的水平土压力在施工期先增加后减小,沿墙高呈非线性分布,最大值发生在1/3H(H为墙高)处,实测水平土压力远小于理论主动压力和传统有面板加筋土挡墙的墙背水平土压力;筋材的拉应变在靠面墙侧最大,沿筋长方向逐渐减小,在筋材末端又略有增大;加筋体的侧向变形沿墙高呈鼓胀形,最大侧向变形也发生在1/3H处。

水平地震作用下加筋格宾挡土墙动力特性试验研究

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加筋格宾挡土墙的动力特性。双绞合六边形金属格宾网由PVC包裹,并镀锌防腐,网面单元尺寸为80 mm×100 mm。输入地震波采用ELCE_NS地震波和HACHI_EW地震波,峰值分别为0.342g和0.183g。试验得出了加筋格宾挡墙在不同峰值的水平地震激励下的第一层、第三层、第五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。通过对加筋格宾挡土墙的结构分析和抗震试验,可以得出加筋格宾挡土墙为优良的抗震结构,这为加筋格宾挡土墙的抗震设计提供依据。

水平地震作用下绿色加筋格宾挡土墙动力特性试验研究

设计并完成了1:2.5比例尺的绿色加筋格宾挡土墙大型模型试验。试验模型长×宽×高为3.00m×0.85m×2.00m,坡角为70°,填料采用工程现场所用的红砂岩材料制备。双绞合六边形金属格宾网由聚氯乙烯(PVC)包裹,并镀锌防腐,网面单元长×宽为80mm×100mm。通过输入不同类型和幅值的地震波激励,探讨地震作用下模型挡墙的动力特性与动力响应规律。试验结果表明:绿色加筋格宾挡土墙对输入加速度有明显的放大效应;沿墙高方向,水平加速度放大倍数的增量比较平缓,随着墙高的增大,水平加速度有增大趋势;在不同类型地震波作用下,加速度响应有明显差异;墙面板的水平加速度放大倍数随振幅增大呈现明显的递减趋势,基本上呈线性变化;竖向加速度峰值响应在墙面及墙顶显著增大,可达到台面水平加速度峰值的50%左右。

双绞合六边形金属网加筋格宾挡墙地震动力特性试验研究

以湖南湘潭至衡阳高速公路西线加筋格宾挡墙为工程背景,通过采用MTS设备500 kN伺服激振器模拟地震荷载,基于红砂岩填料,研究了钢丝直径分别为2.2 mm和2.7 mm的两种双绞合六边形金属网加筋格宾挡墙水平地震作用下的动力特性。试验结果表明两种新型加筋土结构均为优良的抗震结构,均能承受抗震设防烈度为9度的地震荷载,其加筋长度和加筋层间距合理时,加筋土体在地震作用下呈整体变形特性,过长的筋材长度并不能明显的改善加筋格宾挡墙的动力性质。

加筋格宾挡墙地震反应与动土压力分析

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加筋格宾挡土墙的地震反应。输入不同类型和幅值的地震波激励,探讨地震作用下模型挡墙的动力特性与动力响应规律。试验结果表明,加筋格宾结构为优良的抗震结构,其墙内对输入加速度有明显的放大效应。沿墙高方向水平加速度放大倍数的增量坡度比较平缓,随着墙高的增大,水平加速度有增大的趋势。墙内各质点对ELCE_NS地震波的水平加速度放大倍数为1~1.88倍,对HACHI_EW地震波的放大倍数为1~2.78倍。墙面板的水平加速度放大倍数随振幅增大呈现明显的递减趋势,变化基本上为线性的。竖向加速度峰值响应在墙面及墙顶显著增大,可达到台面水平加速度峰值的44%~56%。推导了加筋格宾挡墙在水平地震荷载作用下的竖向动土压力的振动方程。

格宾网筋材的绞边强度特性试验研究

为研究不同绞边方式及不同网孔尺寸下格宾网的绞边拉伸特性,参考欧洲标准(EN10223-3:1997),采用自行设计的绞边试验装置,对网孔型号为60 mm×80 mm和80mm×100mm的A与B两类绞边方式的格宾网片进行绞边拉伸试验,分析比较各自的力学特性,并讨论绞边拉伸破坏的典型破坏模式.研究结果表明:与B类绞边方式相比,A类绞边方式的格宾网片绞边拉伸强度较大;根据格宾网的破坏形态,绞边拉伸破坏可分为3种典型破坏模式,即绞边钢丝被拉出破坏、网丝的拉断破坏以及绞边钢丝部分被拉出后网丝被拉断破坏;绞边质量与绞合在端丝上的钢丝缠绕圈数、紧密程度有关;网孔尺寸、钢丝直径及绞边质量均是影响格宾网的绞边拉伸力学特性的重要因素.研究结果可为加筋格宾结构物的设计、施工提供参考.

双绞合钢丝网加筋格宾挡土墙设计方法研究

采用六边形双绞合金属网面,经工厂化生产形成面墙,面墙与金属网面无接点整体连接形成一种新的加筋结构—加筋格宾结构,目前国内工程应用较少,相应的计算理论与设计方法滞后,难以满足工程需要。研究表明,双绞合钢丝网加筋格宾挡土墙比传统的条带式加筋、土工格栅挡土墙的稳定性好得多,适合于修筑高大及高等级公路的挡土墙。在吸收国外先进加筋技术的基础上,通过拉伸、拉拔试验合理确定了相关设计参数,采用室内大型模型试验,确定了加筋格宾结构的滑动破裂面形状,提出了一整套该新型结构的计算与设计方法。

组合式面板双绞合六边形钢丝网加筋土挡墙现场试验研究

为研究双绞合六边形钢丝网加筋土挡墙的受力、变形特性,对潭衡(湘潭-衡阳)西线高速公路K124+340断面组合式面板双绞合六边形钢丝网加筋土挡墙进行了现场试验,测试了竖向土压力、水平土压力、筋材拉应变分布规律和格宾箱变形规律。结果表明:在筋材长度方向上,竖向土压力在挡墙下部呈双峰型分布,而在上部呈单峰形分布;墙背水平土压力沿墙高呈非线性分布,最大值发生在墙高约1.5 m处,实测水平土压力小于主动压力;筋材应变在筋长方向上呈非线性分布,各层筋材的应变分布模式不相同;筋材的变形主要发生在施工期,格宾箱的变形呈鼓胀式。

双绞合钢丝网加筋沥青路面的室内性能试验分析

为了提高改、扩建工程沥青路面的路用性能,选取双绞合钢丝网、自粘式玻纤格栅、钢塑复合土工格栅及聚酯长丝土工布等4种加筋材料,并分别设置于基面层间和面层层间。通过大量室内加筋组合试件的性能试验,分析比较了不同加筋组合试件的路用性能和抗差异沉降能力。研究结果表明:独特三维网孔结构的双绞合钢丝网具有优良的物理力学性能,耐腐蚀,强度高,抗疲劳,整体性好,抗变形能力强。与未加筋的相比,不同筋材加筋有效地提高了沥青路面的抗高温车辙和抗低温开裂性能,以及抗差异沉降开裂能力。当筋材铺筑于面层层间时,有利于提高沥青路面的抗车辙能力;当筋材铺筑于基面层间时,有利于提高沥青路面的抗裂能力。总体上,双绞合钢丝网加筋的效果最佳,优于其他3种筋材,是一种性能优良的新型路面加筋材料,可在公路改、扩建的拓宽和加铺工程中推广应用。

红砂岩填料与土工合成材料的筋土界面特性实验研究

红砂岩越来越多的被用作加筋土工程的填料,其筋土界面特性直接影响到工程的稳定性。通过拉拨试验,研究了红砂岩与六角形双铰合钢丝网、土工格栅的相互作用时的筋土界面特性,分析了红砂岩作加筋土填料时不同土工合成材料的摩擦特性规律,确定相应的界面参数,为红砂岩加筋土工程设计提供了设计指导。

重复荷载作用下绿色加筋格宾挡土墙的动力特性

设计并完成了大型绿色加筋格宾挡墙模型试验。试验模型尺寸为3.0 m×0.85 m×2.0 m(长×宽×高),坡角为70°,填料采用工程现场用红砂岩材料制备。双绞合六边形金属格宾网由PVC包裹,并镀锌防腐,网面单元尺寸为80 mm×100 mm。通过输入不同幅值和频率的正弦波激励,探讨重复荷载作用下模型挡墙的动力特性与动力响应规律。试验结果表明:绿色加筋格宾结构具有良好的稳定性和抗破坏性,其结构寿命能满足使用要求。当振动频率达到8 Hz时,绿色加筋格宾挡墙的竖向、水平加速度和竖向、水平位移反应变化极大。加速度反应、动位移反应和动应力反应沿墙深度方向都以一定的速度衰减。试验结果有助于揭示挡墙在重复荷载作用下的失稳机制,为绿色加筋格宾挡土墙工程设计提供有益的参考。

加筋格宾挡墙破裂面及承载力特性研究

在加筋格宾挡墙筋材原型观测试验和数值模拟的基础上,对不同加筋规范所采用的破裂面进行了比较分析,提出了改进双折线型潜在破裂面,并通过加筋格宾挡土墙实体工程的现场观测结果,进一步分析了改进双折线型潜在破裂面的优点。结果表明:采用改进双折线型破裂面计算,比公路规范和BS8006规范安全,比铁路规范经济。采用极限平衡法,推导了双折线型破裂面在拉力破坏和粘着破坏时的墙顶部表面通用承载力计算公式,统一了0.3H简化破裂面和朗肯破裂面形式下的承载力计算公式。

双绞合钢丝网加筋红层软岩土石混合料大型三轴试验研究

为了研究加筋红砂岩土石混合料的力学特性,以双绞合六边形钢丝网为筋材,采用三轴不固结不排水剪切试验,研究了双绞合六边形钢丝网加筋红砂岩的应力应变关系以及随加筋层数、含水量、围压的变化规律,确定各种条件下泥质红砂岩填料体的强度参数c、φ值。试验结果表明,双绞合六边形钢丝网加筋红砂岩的抗剪强度随加筋层数的增加和加筋间距的减小而增加,抗剪强度的提高表现为c值的提高。在此基础上,建立了基于指数函数模型的加筋土弹性非线性本构方程式,指出了4个材料参数均可看作为加筋层数和含水量的函数。

加筋土挡墙的土压力试验与数值分析

依托高速公路加筋土柔性挡墙建设项目,对钢丝网加筋土挡墙进行现场监测分析,研究此种新型加筋挡墙结构形式在逐层填土过程中以及施工结束后,水平方向和竖直方向土压力的分布规律;借助数值分析软件FLAC,对双绞合六边形钢丝网加筋土挡墙进行了数值模拟.研究表明,墙底处水平、竖直和45°三个方向的土压力随着填土高度的增加而增大,施工完成后趋于稳定;各层筋材处竖向土压力随着填土高度的增加而增大,对于同一层筋材不同位置,竖向土压力分布不均;随着填土高度的增加,墙后水平土压力先增大后减小,呈单峰变化,数值模拟与实测值变化规律基本一致.

基于幂函数模型的钢丝网筋土界面关系研究

在双绞合六边形钢丝网加筋红砂岩粗粒土大型拉拔试验的基础上,分析双绞合六边形钢丝网筋材抗拔力的发展过程,研究采用理想弹塑性模型、双曲线模型和指数模型描述拉拔剪应力-位移曲线的不足,建立适合描述网状筋材筋土界面关系的幂函数模型,通过Fish函数对FLAC3D中Geogrid单元的筋土界面关系进行修正,并进行拉拔试验数值模拟,以验证筋土界面关系幂函数模型的可行性。

钢丝网筋材的加筋作用特性试验研究

在双绞合六边形钢丝网加筋红砂岩粗粒土大三轴试验的基础上,对钢丝网筋材的加筋机理、加筋作用发挥过程和含水量、加筋间距对加筋效果的影响进行系统的研究。分析表明,加筋双绞合六边形钢丝网可以同时提高红砂岩粗粒土的黏聚力和内摩擦角,其加筋机理不宜采用"准黏聚力"理论,工程设计时也应考虑筋材对土体内摩擦角的贡献;双绞合六边形钢丝网的加筋作用发挥有一个过程,只有当土体应变超过临界应变后才能真正起到加强作用;低围压时的加筋效果要比高围压时的加筋效果好,并且低围条件下加筋三层时的效果要比加筋二层发挥得更早,而高围压条件下则刚好相反;含水量和加筋间距对加筋效果有很大的影响,加筋试样的抗剪强度参数c、φ值随含水量的增加而减小,随加筋间距减小而增大;通过多元回归分析得到了c、φ值与含水量和加筋间距的经验公式。

加筋格宾组合式挡墙破裂面及承载力特性

为提出加筋格宾组合式挡墙(加筋格宾+绿色加筋格宾结构)破裂面及承载力公式,通过对湖南省湘潭至衡阳西线高速公路第12合同段加筋土实体结构进行现场试验监测,总结了各层拉筋应变变化规律,提出了基于简化破裂面转折点位置为H/3(H为墙高)的新折线型潜在破裂面,推导了该折线型破裂面在2种破坏模式下的墙顶部表面承载力通用计算公式;采用极限平衡法,讨论了拉力破坏下其极限承载力公式,统一了0.3 H简化破裂面和朗肯破裂面形式下的承载力计算公式,并与4种规范加筋土典型破裂面进行了比较分析。结果表明:采用该折线型破裂面计算,比公路规范和BS8006规范安全,比铁路规范经济;双绞合六边形钢丝网加筋为拉力破坏,试验结果与计算结果相吻合。