侧压板面积对无粘结预应力加筋土挡墙力学性能影响研究

发布时间：2020-07-07 17:55

【摘要】：无粘结预应力加筋土技术是通过对填料施加主动侧向约束以增强加筋体整体性和减小填料变形的技术。在填料上建立水平预应力是该技术实施的关键,由于加筋体填料内的预应力来自于墙面板和侧压板的作用,所以侧压板会影响加筋体内预应力的大小和分布范围,进而影响挡墙的力学性能。本文根据侧压板面积建立了四种试验工况,研究侧压板面积对无粘结预应力加筋土挡墙内部土压力大小以及挡墙变形的影响,得到以下研究成果:(1)在施工填筑完成时,随着侧压板面积增大,墙面板背部水平土压力增大,但是侧压板前水平土压力变化较小。在施加预拉力后,工况一、二、三的加筋区各测点水平土压力明显增加,其中侧压板前水平土压力增量随着侧压板面积增大而减小,而墙面板背部水平土压力增量与侧压板面积无关。在施加上部荷载后,工况一、二、三的加筋区各测点水平土压力变化较小。(2)在施工填筑完成时,侧压板面积对非加筋区水平土压力影响较小。在施加预拉力后,工况一、二、三的非加筋区各测点水平土压力明显减小,减小幅度随着侧压板面积增大而减小。在施加上部荷载后,工况一、二、三的非加筋区各测点水平土压力明显增加,其增量随着侧压板面积的增大而减小。(3)在施工填筑完成时,墙面板水平位移沿挡墙高度从上往下依次增加,并随着侧压板面积的增大而减小。在施加预拉力后,工况一、二、三的加筋区顶部出现鼓起,非加筋区顶部出现沉降,而且加筋区鼓起以及非加筋区沉降均随着侧压板面积的增大而减小。在上部荷载作用下,墙面板水平位移增量、加筋区鼓起以及非加筋区沉降均随着侧压板面积的增大而增加。(4)通过与未施加预应力工况对比发现,在上部荷载作用下,施加预应力工况的挡墙墙面板水平位移增量和非加筋区沉降更小。这说明对加筋体施加预应力能有效提升加筋体的力学性能,并且提升效果与加筋区水平土压力有关。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU476.1
【图文】：

加筋土技术,桥台

桥台是位于桥梁两端，支撑桥梁上部结构和连接道路。由于桥台需要承受上部基础荷载和桥台背部土体的水平土压力，所以对桥台承载力要求较高。加筋土桥台利用了加筋土技术，不仅提高桥台的承载力，而且该结构能更好的适应地基变形。这既满足了工程安全，又能节约成本。a) 加筋土挡墙 b) 加筋土边坡

加筋材料,应力圆,库伦,拉力作用

无粘结预应力加筋土挡墙力学性能研究达到极限状态时的最大主应力1f 为：tan(452)2'tan(452)221f3 c （1c '为相比于为加筋土，加筋土体的强度增加量，即“准粘聚力”，此于筋材对于砂土的力学性能的改善而产生的，故称为准粘聚力。如体施加σ3的水平应力，加筋土体的实际水平应力大小为σ3+Δσ3，其中砂土之间的摩擦作用而产生的应力增量，即：'tan(452)()tan(452)23321f3 （1）式与（1.3）式可得加筋后产生的强度增量，即准粘聚力为：tan(452)21'3c （1

示意图,钢砂,示意图,填料

无粘结预应力加筋土挡墙力学性能研究一定粒径范围内，加筋土临塑荷载随填料粒径的增大而降低。因而，填料中颗粒材质对加筋性能的影响很小，加筋性能主要与颗粒的几何特性有关。在本试验中控制钢砂的曲率系数和不均匀系数可以满足这一要求。本文模型挡墙使用钢砂作为试验填料，钢砂具有高密度、韧性强、硬度适中、可反复使用等优点。试验填料是通过对粗细两种颗粒的钢砂进行多组配比的直剪试验和密度测试确定得到，如图 2.1 所示，其材料的相关参数如表 2.2 所示。其中，粗粒径钢砂密度小于细粒径钢砂密度，但是内摩擦角则远大于细粒径钢砂。

【参考文献】