土工格栅加筋砂土地基承载特性研究及干扰效应分析
发布时间：2020-12-24 07:19
作为一种土工合成材料,土工格栅水平铺设于地基中可形成加筋土地基,从而有效改善土体内部的应力分布,减小地基的不均匀沉降,提高地基的承载力。目前,国内外学者对加筋土地基的理论分析、模型试验、数值模拟多单基础作在用下布筋方式的研究。而对于实际工程中,若两基础共同作用时距离较近,则对于整体地基来说其地基承载力与单基础作用下的地基承载力有所不同,即两基础共同作用时存在干扰效应。对于基础相邻较近的情况下,即存在干扰效应时的地基承载力的研究还较少。利用FLAC3D数值分析软件,本文对单基础与两相邻基础下的天然砂土地基和土工格栅加筋土地基承载性能进行了对比分析,研究了荷载-沉降曲线、承载力提高系数,通过引入地基干扰效应系数评价了两相邻基础共同作用时地基中存在的干扰效应。本文得到的主要结论如下:（1）单基础或两相邻基础作用在加筋砂土地基时,都存在着首层土工格栅埋置深度存在最优值和有效值,最优加筋长度为3B,最优加筋层数为2。（2）地基承载力提高系数If随沉降变形的发展而增大,最后趋于稳定。当沉降变形较小时,If数值趋于1。（3）两基础共同作用时,Δ/B≥3时,...
【文章来源】： 张营敏 中北大学
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（σ1，σ3）平面图
中北大学学位论文16图2-3摩尔-库伦流动准则定义图Fig.2-3DefinitionofMooles-CoulonFlowCriteria若平面（σ1，σ3）上一点位于域1或域2中，分别对应于h=0的负域或正域，域1内应力点落，那么，剪切破坏则发生，使用FLAC3D中的gs函数的导出的流规则将应力点放置在曲线fs=0上。倘若应力点落在区域2内，会发生拉伸破坏，使用gt函数流动规则应力点符合ft=0曲线。2.3土工格栅结构单元岩土工程数值模拟一直存在着模拟土与其他结构相互作用的难题，因为与岩土体相互作用的结构材料形式各异，性质也各不相同。作为应用于岩土工程的专业软件，FLAC3D提供了丰富且功能强大的结构单元模型，共有三种线型结构单元和三种壳型单元，具体可见表2-4。本文利用FLAC3D软件建立模型，对土工格栅的模拟采用土工格栅结构单元。
中北大学学位论文17表2-2FLAC3D结构单元模型Table2-2FLAC3DStructureUnitModel线型结构单元三种壳型单元梁（beam）结构单元锚索（cable）结构单元桩（pile）结构单元壳（shell）结构单元土工格栅（geogrid）结构单元初衬（liner）结构单元FLAC3D内设置的土工格栅（geogrid）结构单元用来模拟加筋结构中加筋材料与土体的相互作用，详细包括以下几个作用：摩擦作用、咬合作用、剪切作用等，可通过设置土工格栅单元合适的力学参数达到模拟效果。对于土工格栅所存在的基础力学性能，可以按照标准划分为格栅材料本身结构响应，和格栅构件跟实体单元网格两者之间产生的交互作用。基于默认的条件下，薄膜荷载是可以被土工格栅构件CST壳有限单元予以抵抗的，对于产生的弯曲荷载力是不能抵抗的。FLAC3D网格内内嵌了土工格栅，跟FLAC3D网格两者之间会存在一定的剪切摩擦效果，其法向运动方向从属于FLA3D的网格。土工格栅与土体界面特性如图2-4和图2-5。格栅节点周边的实际应力情况详细如下图2-4所示，在剪切方向上格栅构件界面性能详细如下图2-5所示。图2-4作用在格栅节点周边的应力Fig.2-4Stressactingontheperipheryofgridjoints
【参考文献】：
期刊论文
[1]载荷试验尺寸效应及地基承载力确定方法探讨[J]. 张玉成,杨光华,胡海英,刘翔宇,骆以道,姜燕. 岩土力学. 2016(S2)
[2]水平-竖向加筋地基的颗粒流研究[J]. 侯娟,张孟喜,李家正,戴治恒. 地下空间与工程学报. 2016(03)
[3]横-竖立体加筋地基中附加应力的分析计算[J]. 侯娟,张孟喜,张陶陶,戴治恒. 岩土力学. 2015(S2)
[4]土工格栅加筋土地基载荷试验的数值模拟[J]. 徐超,沈盼盼,胡荣. 地下空间与工程学报. 2014(06)
[5]土工合成材料加筋土地基承载性能数值分析[J]. 沈盼盼,徐超. 长江科学院院报. 2014(03)
[6]基础宽度对地基承载力影响的数值分析[J]. 杨光华,王恩麒. 岩土力学. 2013(S2)
[7]土工格栅加筋土地基平板载荷试验研究[J]. 徐超,胡荣,贾斌. 岩土力学. 2013(09)
[8]地基承载力确定方法综述[J]. 汪莹鹤,赵新益,曾长贤. 铁道工程学报. 2013(07)
[9]从息壤到土工合成材料[J]. 李广信. 岩土工程学报. 2013(01)
[10]横-竖筋带布置对地基影响的试验研究[J]. 侯娟,张孟喜,张陶陶,陈通,?. 岩土力学. 2011(08)
博士论文
[1]土工格栅加筋砂土的特性研究及加筋垫层的承载力计算[D]. 董彦莉.太原理工大学 2011
硕士论文
[1]动载作用下土工格栅加筋地基试验研究与数值模拟[D]. 张亮亮.广西科技大学 2018
[2]浅层平板载荷试验影响因素研究[D]. 辛明静.兰州大学 2013
本文编号：2935233
【文章来源】： 张营敏 中北大学
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（σ1，σ3）平面图
中北大学学位论文16图2-3摩尔-库伦流动准则定义图Fig.2-3DefinitionofMooles-CoulonFlowCriteria若平面（σ1，σ3）上一点位于域1或域2中，分别对应于h=0的负域或正域，域1内应力点落，那么，剪切破坏则发生，使用FLAC3D中的gs函数的导出的流规则将应力点放置在曲线fs=0上。倘若应力点落在区域2内，会发生拉伸破坏，使用gt函数流动规则应力点符合ft=0曲线。2.3土工格栅结构单元岩土工程数值模拟一直存在着模拟土与其他结构相互作用的难题，因为与岩土体相互作用的结构材料形式各异，性质也各不相同。作为应用于岩土工程的专业软件，FLAC3D提供了丰富且功能强大的结构单元模型，共有三种线型结构单元和三种壳型单元，具体可见表2-4。本文利用FLAC3D软件建立模型，对土工格栅的模拟采用土工格栅结构单元。
中北大学学位论文17表2-2FLAC3D结构单元模型Table2-2FLAC3DStructureUnitModel线型结构单元三种壳型单元梁（beam）结构单元锚索（cable）结构单元桩（pile）结构单元壳（shell）结构单元土工格栅（geogrid）结构单元初衬（liner）结构单元FLAC3D内设置的土工格栅（geogrid）结构单元用来模拟加筋结构中加筋材料与土体的相互作用，详细包括以下几个作用：摩擦作用、咬合作用、剪切作用等，可通过设置土工格栅单元合适的力学参数达到模拟效果。对于土工格栅所存在的基础力学性能，可以按照标准划分为格栅材料本身结构响应，和格栅构件跟实体单元网格两者之间产生的交互作用。基于默认的条件下，薄膜荷载是可以被土工格栅构件CST壳有限单元予以抵抗的，对于产生的弯曲荷载力是不能抵抗的。FLAC3D网格内内嵌了土工格栅，跟FLAC3D网格两者之间会存在一定的剪切摩擦效果，其法向运动方向从属于FLA3D的网格。土工格栅与土体界面特性如图2-4和图2-5。格栅节点周边的实际应力情况详细如下图2-4所示，在剪切方向上格栅构件界面性能详细如下图2-5所示。图2-4作用在格栅节点周边的应力Fig.2-4Stressactingontheperipheryofgridjoints
【参考文献】：
期刊论文
[1]载荷试验尺寸效应及地基承载力确定方法探讨[J]. 张玉成,杨光华,胡海英,刘翔宇,骆以道,姜燕. 岩土力学. 2016(S2)
[2]水平-竖向加筋地基的颗粒流研究[J]. 侯娟,张孟喜,李家正,戴治恒. 地下空间与工程学报. 2016(03)
[3]横-竖立体加筋地基中附加应力的分析计算[J]. 侯娟,张孟喜,张陶陶,戴治恒. 岩土力学. 2015(S2)
[4]土工格栅加筋土地基载荷试验的数值模拟[J]. 徐超,沈盼盼,胡荣. 地下空间与工程学报. 2014(06)
[5]土工合成材料加筋土地基承载性能数值分析[J]. 沈盼盼,徐超. 长江科学院院报. 2014(03)
[6]基础宽度对地基承载力影响的数值分析[J]. 杨光华,王恩麒. 岩土力学. 2013(S2)
[7]土工格栅加筋土地基平板载荷试验研究[J]. 徐超,胡荣,贾斌. 岩土力学. 2013(09)
[8]地基承载力确定方法综述[J]. 汪莹鹤,赵新益,曾长贤. 铁道工程学报. 2013(07)
[9]从息壤到土工合成材料[J]. 李广信. 岩土工程学报. 2013(01)
[10]横-竖筋带布置对地基影响的试验研究[J]. 侯娟,张孟喜,张陶陶,陈通,?. 岩土力学. 2011(08)
博士论文
[1]土工格栅加筋砂土的特性研究及加筋垫层的承载力计算[D]. 董彦莉.太原理工大学 2011
硕士论文
[1]动载作用下土工格栅加筋地基试验研究与数值模拟[D]. 张亮亮.广西科技大学 2018
[2]浅层平板载荷试验影响因素研究[D]. 辛明静.兰州大学 2013
本文编号：2935233
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