动载作用下土工格栅加筋地基试验研究与数值模拟

发布时间：2021-05-07 10:15

　　土工格栅筋材广泛应用于加筋地基、加筋路堤等工程领域,而目前对土工格栅加筋地基承载性能的研究多以静载作用为主,对其受动载时的承载破坏机理仍缺乏足够的认识。基于此,本文以“动载作用下土工格栅加筋地基试验研究与数值模拟”为题,根据前期对课题相关文献及试验条件的调研工作,设计并完成了动载作用下方形基础土工格栅加筋地基大模型试验研究,分析了动载下加筋地基的承载特性及破坏模式;同时从加筋层数、首层埋深、加筋包裹方式等三方面加筋参数研究了对加筋地基承载性能的影响。此外,推导修正了静动荷载作用下加筋地基极限承载力及筋材最佳首层埋深计算公式,并对加筋地基工程的设计应用给出了相应的建议。主要研究成果如下:1、优化选择有无加筋、动载加载、加筋层数、首层埋深、筋材包裹方式等加筋参数作为研究变量,进行了多工况下加筋地基大模型试验,通过分析荷载-沉降（P-s）、地基土压力、格栅筋材柔性应变、加速度响应等参数的变化规律,研究了动载下加筋地基的承载特性及破坏模式。2、基于动载下加筋地基大模型试验的研究结果,通过承载力比BCR与动力加速度响应程度重点研究了加筋层数、首层埋深、包裹方式三个布筋参数对地基承载性能与削弱动载... 

【文章来源】：广西科技大学广西壮族自治区

【文章页数】：120 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 加筋土技术研究概述
        1.2.1 加筋土技术的起源与发展历程
        1.2.2 加筋土概念
        1.2.3 土工格栅筋材特性
        1.2.4 筋土界面特性研究
    1.3 加筋地基的研究概况
        1.3.1 加筋地基概念及结构特性
        1.3.2 加筋地基动静载作用试验研究
        1.3.3 加筋地基承载设计理论分析
        1.3.4 加筋地基研究目前存在问题
    1.4 研究内容与技术路线
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 主要研究内容与解决问题
        1.4.3 研究技术路线
        1.4.4 主要创新点
第二章 试验概述与数值模拟简介
    2.1 引言
    2.2 试验概述
        2.2.1 动力荷载特性及试验模拟简化
        2.2.2 试验装置与材料
        2.2.3 试验设计原则及要点
    2.3 数值模拟在加筋地基工程中的应用
        2.3.1 加筋地基数值模拟分析
        2.3.2 数值模拟在加筋结构设计中的重要性
    2.4 数值有限差分FLAC软件基本思想
        2.4.1 有限差分FLAC软件简介
        2.4.2 FLAC3D的特点及计算特征
        2.4.3 FLAC3D的求解流程
    2.5 本章小结
第三章 动力荷载下加筋地基室内模型试验研究
    3.1 引言
    3.2 动载模型试验设计概况
        3.2.1 试验方案
        3.2.2 试验模型体系与元器件布置
        3.2.3 试验过程
        3.2.4 试验破坏标准
    3.3 动力特性试验结果与分析
        3.3.1 地基基底压力-沉降关系(P-s曲线)特征分析
        3.3.2 地基土压力分布
        3.3.3 地基承载性能(BCR)与抗变形能力分析
        3.3.4 土工格栅拉筋应变变化规律
        3.3.5 地基动力加速度响应
        3.3.6 地基变形破坏模式研究
    3.4 动静荷载加筋地基承载行为探讨
        3.4.1 动载下土工格栅加筋地基工作机理初步分析
        3.4.2 动力载荷与静态承载行为探讨
    3.5 本章小结
第四章 加筋地基力学特性数值分析
    4.1 引言
    4.2 分析方法
        4.2.1 本构关系
        4.2.2 结构单元
    4.3 数值模型建立
        4.3.1 模型建立
        4.3.2 初始模型与验证
    4.4 土工格栅加筋地基力学响应分析
        4.4.1 荷载-沉降变形(P-s)特性分析
        4.4.2 地基土体应力分布
        4.4.3 土工格栅筋材应力应变位移分析
    4.5 本章总结
第五章 动载作用下加筋地基极限承载力分析与计算
    5.1 引言
    5.2 无筋地基极限承载力计算
        5.2.1 普朗德尔-赖斯纳极限承载力公式
        5.2.2 太沙基极限承载力公式
        5.2.3 魏锡克极限承载力公式
    5.3 加筋地基极限承载力计算及最佳首层埋深的修正
        5.3.1 修正的太沙基极限承载力计算公式
        5.3.2 动载下加筋地基最佳首层埋深近似解的优化分析
        5.3.3 最佳首层埋深近似解计算的检验
    5.4 本章小结
第六章 加筋地基工程设计应用与建议
    6.1 引言
    6.2 加筋地基工程设计与建议
        6.2.1 加筋地基的破坏模式与设计要求
        6.2.2 加筋地基设计内容
    6.3 加筋地基布筋方式设计建议
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 研究工作总结
    7.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]土工格栅加筋砂土三轴试验离散元细观分析[J]. 王家全,张亮亮,陈亚菁,施春虎.  水利学报. 2017(04)
[2]土工格栅纵横肋的筋土承载特性分析[J]. 王家全,陆梦梁,周岳富,张亮亮.  岩土工程学报. 2018(01)
[3]土工格栅与砂垫层界面力学特性试验研究[J]. 张骏,林永亮,张波.  长江科学院院报. 2017(02)
[4]加筋边坡筋材内力的非线性弹性增量分析[J]. 王春海,刘华北.  长江科学院院报. 2017(02)
[5]考虑主应力方向的土体非线性弹性模型[J]. 董彤,郑颖人,孔亮,柘美.  岩土力学. 2017(05)
[6]地震与加筋土结构[J]. 李广信.  土木工程学报. 2016(07)
[7]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)
[8]格栅–砂土界面宏细观关联性与加筋性能评价方法研究[J]. 苗晨曦,郑俊杰,崔岚,崔明娟,赵建斌.  岩石力学与工程学报. 2016(S1)
[9]加筋粗粒土大型直剪试验及本构模型适用性研究[J]. 王家全,陈亚菁,周岳富.  广西科技大学学报. 2016(02)
[10]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)

博士论文
[1]生态型加筋土挡墙动静力学特性试验研究与数值分析[D]. 刘泽.中南大学 2012
[2]条形浅基下H-V加筋地基的承载性能和加筋机理研究[D]. 侯娟.上海大学 2010
[3]加筋土挡土结构动力特性研究[D]. 杨果林.中南大学 2001

硕士论文
[1]土工格栅蠕变特性及加筋土本构模型研究[D]. 李雨舟.长沙理工大学 2009



本文编号：3173220