塌陷区上覆加筋路基力学行为演化与变形机理细观研究

为深入揭示塌陷区上覆加筋路基力学行为演化与变形机理,本文基于室内试验建立塌陷区上覆加筋路基离散元数值分析模型,从细观层面分析不同筋材长度、塌陷区宽度、路基高度条件下颗粒间接触力链分布、颗粒间相对位移、筋材弯曲变形与拉力、土拱比等变化规律,进而探究筋材长度、塌陷区宽度、路基高度对加筋路基力学行为与变形机理的影响规律。研究结果表明:合理的加筋长度能够使筋材有效承担上部路基荷载并限制路基填料颗粒间的相对位移;本研究中当筋材长度L=500 mm时,限制路基填料颗粒间相对位移的效果最佳,此时,筋材拉力达到最大值,筋材的弯曲变形达到最小值,颗粒间接触力链形状表现为完整拱形;在锚固比相同的条件下,塌陷区宽度越大,土拱效应的发挥程度就越低,土拱比就越小,颗粒间接触力链形状由完整拱形演变为2条未闭合的斜边,随着塌陷区宽度的增加,路基变形范围和筋材变形逐渐增加,加筋效果逐渐减弱;随着路基高度的增加,能够有效限制土拱效应的退化并使土拱效应得到充分发挥,颗粒间接触力链形状由2条和路基底部具有一定夹角的斜边演变为完整拱形,筋材拉力逐渐增大,筋材水平与竖向位移均逐渐减小,路基变形范围形状由矩形变为环状椭圆形且宽度基本不变。

熔接型聚丙烯土工格室拉伸特性试验研究

土工格室的强度取决于条带强度和节点强度,同时条带生产工艺和节点连接方式对土工格室强度也有一定的影响。通过对拉伸型聚丙烯(polypropylene,PP)土工格室条带和热熔焊接型节点进行室内单轴拉伸试验,研究试样形状(哑铃形、窄矩形、宽矩形)和试样宽度对PP土工格室条带强度及拉伸变形特性的影响,并比较不同受力状态下熔接节点的失效模式及强度大小。结果表明:3种形状试样的抗拉强度及伸长率从大到小均为宽矩形、哑铃形、窄矩形,试样宽度对PP土工格室条带拉伸性能的影响显著大于试样形状,熔接节点依托于PP条带下的拉伸力学性能表现良好,熔接节点在不同受力状态下的强度从大到小为剪切强度、对拉强度、剥离强度。试验结果可为土工格室的生产、应用以及加筋加固机理的研究提供参考和借鉴。

铁路新型加筋土挡墙抗震性能数值模拟

中国铁路建设逐渐向多震地区延伸,为了提高加筋土挡墙地震服役期,各类支档结构的抗震性能成为研究热点。通过Flac 3D数值模拟软件构建铁路新型加筋土挡墙足尺模型的方法,同传统模块式加筋土挡墙进行对比,分析了新型加筋土挡墙的抗震性能。结果表明:在地震作用下,新型加筋土挡墙整体变形趋势为外倾,即面板处水平残余位移随墙高线性增加,最大水平位移发生在墙顶处;加速度放大系数墙面板处>加筋体中部区>加筋体后填土区,挡墙中下部整体性较好,而中上部不同形式加筋土挡墙存有差异;挡墙墙背水平动土压力沿墙高“先增后减,再增再减”,墙体下部产生一突变点即最大值点;每层筋材应变分布呈“单峰状”,参与抗拔的筋材分布较为均匀,所形成的破裂面形式接近“0.3 H”法理论破裂面(H为墙高)。数值模拟结论可为新型加筋土挡墙抗震机理的研究提供参考和借鉴。