加筋土挡墙规范对比分析及其压实应力效应研究
发布时间：2020-12-08 16:34
在工程实践中,对于加筋土挡墙工作性能的研究是一个具有非常重要意义的课题,其中涉及到加筋机理、稳定性(内部/外部)、变形(主要指面板水平变形、墙顶沉降位移等)、材料强度、墙体性状以及加筋效果评价等问题。有限元数值分析方法是模拟加筋土挡墙工作机理和分析其力学稳定性的一种有效计算方法,能够弥补极限平衡方法的不足,且在应力和应变方面与实际工程较为符合。本文主要通过有限元数值分析方法开展三国规范对比分析、加筋土挡墙压实应力数值模拟分析和面板背面不同压实方式对加筋土挡墙的影响三个方面的研究,主要内容有:(1)分别运用我国土工合成材料应用技术规范、美国加筋边坡和挡土墙设计建造指南和英国加筋土规程对加筋土挡墙设计计算进行对比分析。重点研究了三国规范在土压力计算、筋材抗拔稳定性、水平抗滑移稳定性等方面的差异。基于不同规范计算出的加筋长度和间距建立数值模型,对比分析了三国规范设计下挡墙面板侧向位移、筋材拉伸荷载、滑动面与安全系数等变化规律,同时考虑了外部荷载影响和黏性回填土与拼装式面板复合作用下挡墙的力学性能。分析表明:英国规范为结构设计提供了较为合理的荷载分项系数及安全系数,更符合实际工况;美国规范表现...
【文章来源】： 李行 湖北工业大学
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滚筒式压路机在工作期间土体中垂直应力增量示意图
湖北工业大学硕士学位论文14结合该填方边坡加固工程，利用有限元软件建立模型。挡墙高6m、宽度10m；取地基宽15m、厚3m。根据中、美、英三国规范加筋土挡墙设计验算，分别得出不同加筋间距和加筋长度，并建立模型对比分析。为研究黏性土和拼装式面板复合作用下挡墙稳定性，在墙顶施加9.4kPa均布交通荷载，距离墙边2m，分布宽度2m。同时为了测量分阶段施工时墙趾应力变化，设置水平支撑，轴向刚度为4000kNm。几何模型如图2.1所示。图2.1挡墙几何模型（单位：mm）2.4.2本构模型与参数模型由土体单元、土工格栅单元、面板单元和界面单元组成。模块与模块之间相互作用、筋-土之间相互作用和加筋-面板之间相互作用通过设置界面单元模拟，界面参数Rinter取0.67[50-52]，面板尺寸如表2.3所示。挡墙填料基本物理力学参数如表2.4所示。土工格栅轴向极限抗拉强度T=100kN/m。表2.3面板尺寸国家/参数长（m）宽（m）高（m）中国/英国0.30.20.15美国0.50.20.25
湖北工业大学硕士学位论文16图2.2三国墙面板水平位移分布2.5.2筋材拉伸荷载分析未施加外部荷载时，取三国第一层和美国第九层，中、英第八层筋材拉伸荷载（具有代表性且挡墙高度相差最小）进行分析，如图2.3所示。根据计算得出，三国规范下挡墙模型第一层筋材拉伸荷载强度几乎为零，对整个挡墙影响不大。从第二层筋材到最后一层筋材具有相似于如图2.3所示拉伸荷载强度分布，都有两处峰值，第一处出现在面板背面，第二处由于剪切应变集中（潜在破裂面）所引起的峰值荷载点。依据美国规范计算得出所有筋材层最大拉伸荷载如表2.5所示，筋材第一处峰值荷载主要集中在墙高中下部，并且第二处峰值荷载点随着墙高的增加而远离面板，峰值荷载点位置如图2.4（c）所示，可给假定破坏面的确定提供依据。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中美法加筋土挡墙规范对比分析[J]. 于红锐,任永礼,林海兵,靳芮掞. 西部交通科技. 2018(02)
[2]不同加筋间距对加筋土挡墙性能的影响研究[J]. 吴迪,蒲壮壮,李丹,韦学英. 工程技术研究. 2017(12)
[3]新型多功能土-土工合成材料试验机在筋土相互作用研究中的应用[J]. 丁金华,童军,刘军. 长江科学院院报. 2017(02)
[4]采用K–刚度法设计的模块式加筋土挡墙数值模拟[J]. 陈建峰,张琬. 岩土工程学报. 2017(06)
[5]土工格栅拉拔试验及筋材受力特性分析[J]. 王家全,周岳富,陆梦梁,李良. 广西大学学报(自然科学版). 2016(01)
[6]轮胎与格室加筋路堤性能及承载力研究[J]. 李丽华,崔飞龙,肖衡林,马强,任增乐,罗诗哲. 岩土工程学报. 2017(01)
[7]土工格栅拉拔特性及加筋土剪胀性试验研究[J]. 赵占军. 工业建筑. 2016(03)
[8]新型预制混凝土面板锚碇式加筋挡土墙设计[J]. 徐飞,邓波,王孝兵. 水运工程. 2015(08)
[9]加筋挡土墙力学特性的模型试验研究[J]. 赵晓玲. 铁道标准设计. 2014(05)
[10]加筋挡土墙设计研究[J]. 陈奇. 甘肃水利水电技术. 2014(05)
硕士论文
[1]返包式加筋陡坡高路堤筋土相互作用机理及稳定性研究[D]. 夏磊.西南交通大学 2017
[2]加筋土挡墙现场试验与数值模拟[D]. 张蕾.浙江大学 2013
[3]加筋膨胀土筋土界面特性的试验研究[D]. 郭明.长沙理工大学 2009
本文编号：2905352
【文章来源】： 李行 湖北工业大学
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滚筒式压路机在工作期间土体中垂直应力增量示意图
湖北工业大学硕士学位论文14结合该填方边坡加固工程，利用有限元软件建立模型。挡墙高6m、宽度10m；取地基宽15m、厚3m。根据中、美、英三国规范加筋土挡墙设计验算，分别得出不同加筋间距和加筋长度，并建立模型对比分析。为研究黏性土和拼装式面板复合作用下挡墙稳定性，在墙顶施加9.4kPa均布交通荷载，距离墙边2m，分布宽度2m。同时为了测量分阶段施工时墙趾应力变化，设置水平支撑，轴向刚度为4000kNm。几何模型如图2.1所示。图2.1挡墙几何模型（单位：mm）2.4.2本构模型与参数模型由土体单元、土工格栅单元、面板单元和界面单元组成。模块与模块之间相互作用、筋-土之间相互作用和加筋-面板之间相互作用通过设置界面单元模拟，界面参数Rinter取0.67[50-52]，面板尺寸如表2.3所示。挡墙填料基本物理力学参数如表2.4所示。土工格栅轴向极限抗拉强度T=100kN/m。表2.3面板尺寸国家/参数长（m）宽（m）高（m）中国/英国0.30.20.15美国0.50.20.25
湖北工业大学硕士学位论文16图2.2三国墙面板水平位移分布2.5.2筋材拉伸荷载分析未施加外部荷载时，取三国第一层和美国第九层，中、英第八层筋材拉伸荷载（具有代表性且挡墙高度相差最小）进行分析，如图2.3所示。根据计算得出，三国规范下挡墙模型第一层筋材拉伸荷载强度几乎为零，对整个挡墙影响不大。从第二层筋材到最后一层筋材具有相似于如图2.3所示拉伸荷载强度分布，都有两处峰值，第一处出现在面板背面，第二处由于剪切应变集中（潜在破裂面）所引起的峰值荷载点。依据美国规范计算得出所有筋材层最大拉伸荷载如表2.5所示，筋材第一处峰值荷载主要集中在墙高中下部，并且第二处峰值荷载点随着墙高的增加而远离面板，峰值荷载点位置如图2.4（c）所示，可给假定破坏面的确定提供依据。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中美法加筋土挡墙规范对比分析[J]. 于红锐,任永礼,林海兵,靳芮掞. 西部交通科技. 2018(02)
[2]不同加筋间距对加筋土挡墙性能的影响研究[J]. 吴迪,蒲壮壮,李丹,韦学英. 工程技术研究. 2017(12)
[3]新型多功能土-土工合成材料试验机在筋土相互作用研究中的应用[J]. 丁金华,童军,刘军. 长江科学院院报. 2017(02)
[4]采用K–刚度法设计的模块式加筋土挡墙数值模拟[J]. 陈建峰,张琬. 岩土工程学报. 2017(06)
[5]土工格栅拉拔试验及筋材受力特性分析[J]. 王家全,周岳富,陆梦梁,李良. 广西大学学报(自然科学版). 2016(01)
[6]轮胎与格室加筋路堤性能及承载力研究[J]. 李丽华,崔飞龙,肖衡林,马强,任增乐,罗诗哲. 岩土工程学报. 2017(01)
[7]土工格栅拉拔特性及加筋土剪胀性试验研究[J]. 赵占军. 工业建筑. 2016(03)
[8]新型预制混凝土面板锚碇式加筋挡土墙设计[J]. 徐飞,邓波,王孝兵. 水运工程. 2015(08)
[9]加筋挡土墙力学特性的模型试验研究[J]. 赵晓玲. 铁道标准设计. 2014(05)
[10]加筋挡土墙设计研究[J]. 陈奇. 甘肃水利水电技术. 2014(05)
硕士论文
[1]返包式加筋陡坡高路堤筋土相互作用机理及稳定性研究[D]. 夏磊.西南交通大学 2017
[2]加筋土挡墙现场试验与数值模拟[D]. 张蕾.浙江大学 2013
[3]加筋膨胀土筋土界面特性的试验研究[D]. 郭明.长沙理工大学 2009
本文编号：2905352
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